Чем они вообще думают: оказалось, что медузы могут обучаться, не имея мозга

Признак развитой нервной системы — это способность изменять поведение в результате опыта, то есть запоминать и учиться. Исследовательская группа, возглавляемая Яном Белецки из Кильского университета и Андерсом Гармом из Копенгагенского университета, решила проверить эту способность на коробчатых медузах. Результаты и выводы они опубликовали в журнале Current Biology.


После более чем 500 млн лет существования на Земле медузы доказали, что достигли огромного эволюционного успеха. Однако о них всегда думали, как об очень простых существах, причём во всех смыслах. Преобладающее мнение заключалось в том, что более развитая нервная система приравнивается к более высокому потенциалу обучения у животных. А медузы и их родственники, известные под общим названием стрекающие или книдарии, считаются самыми ранними животными, у которых развилась нервная система, причём близкая к минимальной.

Когда-то думали, что медузы могут управлять только простейшими формами обучения, включая привыкание к определённой стимуляции, такой как повторяющийся звук или прикосновения, рассказал Гарм.


— Андерс Гарм, профессор биологического факультета Копенгагенского университета.

Учёные изучали карибскую коробчатую медузу Tripedalia cystophora. Это медузки размером с ноготь, обитающие в карибских мангровых болотах. В своей среде они используют впечатляющую зрительную систему из 24 глаз, чтобы охотиться на крошечных веслоногих рачков-копепод среди корней мангровых деревьев. Хотя паутина корней хороша как охотничье угодье, она также является опасным местом для мягкотелых желеобразных существ.

Когда маленькие коробчатые медузы приближаются к корням мангровых деревьев, они поворачивают и уплывают. Если они повёрнут слишком рано, у них не будет улова. Но если они увильнут от корней слишком поздно, то рискуют наткнуться на них и повредить свои нежные тела. Таким образом, оценка расстояния для них имеет решающее значение. И здесь, как обнаружили исследователи, ключевым фактором является контраст.

Эксперименты показали, что контрастность корней на фоне воды медузы используют для оценки расстояния до опасности, что позволяет им уплыть в нужный момент. Ещё интереснее тот факт, что взаимосвязь между расстоянием и контрастом меняется ежедневно из-за дождевой воды, водорослей и воздействия волн, уточнил Андерс Гарм.



Биологи могли видеть, что с началом каждого нового дня охоты коробчатые медузы извлекают уроки из увиденного, сочетая визуальные впечатления и ощущения от неудачных манёвров. Итак, несмотря на то, что у них всего лишь тысяча нервных клеток — а в человеческом мозге их примерно 100 миллиардов, — они могут соединять временные схождения различных впечатлений и усваивать связь. И это как раз то, что наука называет ассоциативным обучением.

Поведенческие эксперименты показали, что трёх-пяти неудачных манёвров уклонения достаточно, чтобы медузы больше не попадали на корни. А это означает, что медузы в подводных зарослях учатся примерно так же быстро, как продвинутые животные, например плодовые мушки и мыши.

Выводы дополнительно подтверждали с помощью электрофизиологии и классических экспериментов по изменению условий, которые также показали, что в нервной системе медузы происходило обучение.

Итак, карибская коробчатая медуза может обучаться на гораздо более сложном уровне, чем наука считала ранее. Открытие меняет фундаментальное понимание мозга и может пролить свет на наш собственный мыслящий орган.

Если учёные точно определят все механизмы обучении у медуз, то смогут затем выяснить, применимо ли это только к стрекающим или же подобное можно обнаружить у всех животных.