Karayip mangrov ormanlarının güneşle ıslanan sularında, minik kutu denizanaları gölgede oyalanıyor. Kutu denizanası, diğer özelliklerinin yanı sıra, karmaşık görsel sistemiyle gerçek denizanasından farklıdır; üzüm büyüklüğündeki avcıların 24 gözü vardır. Ancak diğer denizanaları gibi onlar da beyinsizdirler ve küp şeklindeki vücutlarını dağıtılmış bir nöron ağıyla kontrol ederler.
Bu ağın hayal edebileceğinizden daha karmaşık olduğu ortaya çıktı. Cuma günü araştırmacılar Current Biology dergisinde kutu denizanası Tripedalia sistofora’nın öğrenme yeteneğine sahip olduğunu belirten bir rapor yayınladılar. Kutu denizanası hayvanlar aleminin bizim tarafımızdan uzun zaman önce ayrıldığından beri, onların bilişsel yeteneklerini anlamak, bilim adamlarının öğrenmenin evrimini takip etmelerine yardımcı olabilir.
Konserve jölelerdeki öğrenmeyi araştırmanın zor kısmı, bilim adamlarının laboratuvardaki canlılara öğretebilecekleri günlük bir davranış bulmaktı.
Kopenhag Üniversitesi’nden biyolog ve yeni makalenin yazarı Anders Garm, ekibinin denizanalarının mangrov köküne çarpmak üzereyken yaptıkları hızlı U dönüşüne odaklanmaya karar verdiğini söyledi. Bu kökler sudan kara kuleler gibi yükselirken, etraflarındaki su buna kıyasla soluk görünüyor. Ancak ikisi arasındaki kontrast günden güne değişebilir, çünkü çamur suyu bulandırır ve kökün çıkarılmasının tespitini zorlaştırır. Konserve jöleler çok yaklaştıklarını nasıl anlıyor?
“Hipotez, bunu öğrenmeleri gerektiğiydi” dedi Dr. Garm. “Bu yaşam alanlarına döndüklerinde şunu öğrenmeleri gerekiyor: Bugün su kalitesi nasıl? Bugün kontrast nasıl değişiyor?”
Laboratuvarda araştırmacılar, mangrov köklerini ve suyu temsil eden alternatif koyu ve açık şeritlerin görüntülerini oluşturdular ve bunları yaklaşık 6 inç genişliğindeki kovaların içlerini hizalamak için kullandılar. Şeritler, optimum su berraklığını temsil eden güçlü bir siyah ve beyaz olduğunda, jöleler hiçbir zaman kova duvarlarına yaklaşmazdı. Ancak şeritler arasındaki kontrast azaldığında şeritler hemen şeritlerin içine doğru akmaya başladı. Bu, bilim adamlarının öğrenip öğrenemeyeceklerini görme şansıydı.
Birkaç çarpışmadan sonra kutu denizanası davranışlarını değiştirdi. Kovaya varmalarından sekiz dakikadan kısa bir süre sonra, duvarlardaki desenden yüzde 50 daha fazla yüzmeye başlamışlardı ve U dönüşlerinin sıklığını neredeyse dört katına çıkarmışlardı. Önlerindeki çizgilerle çarpışma hissi arasında bir bağlantı kurmuş gibiydiler.
Ayrıca araştırmacılar kutu denizanasından görsel nöronları çıkarıp bunları bir tabakta incelediler. Çarpışmayı temsil eden küçük bir elektrik darbesi alırken hücrelere çizgili görüntüler gösterildi. Yaklaşık beş dakika içinde hücreler, kutu denizanasının tamamının kendi etrafında dönmesine neden olacak sinyali göndermeye başladı.
Almanya’daki Kiel Üniversitesi Fizyoloji Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacı ve aynı zamanda makalenin yazarı Jan Bielecki, “Ne kadar hızlı öğrendiklerini görmek şaşırtıcı” dedi.
Araştırmaya dahil olmayan araştırmacılar, sonuçları öğrenmenin kökenlerini anlamada önemli bir ilerleme olarak nitelendirdi. Deniz anemonlarını, hidraları ve denizanasını içeren bir grup olan hayvanları inceleyen Avustralya’nın Sidney kentindeki Macquarie Üniversitesi’nden profesör Ken Cheng, “Bu, ilişkisel öğrenmenin cnidarians’ta ikna edici bir şekilde kanıtlandığı üçüncü seferdir” dedi. “Ve bu fizyolojik verilerle dolu en harika gösteri.”
Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nde denizanası uykusunun sinir bilimi üzerine çalışan doktora sonrası araştırmacı Michael Abrams, sonuçların aynı zamanda kutu denizanasının bir dereceye kadar kısa süreli hafızaya sahip olduğunu, önceki deneyimlere dayanarak davranışlarını değiştirebildiklerini öne sürdüğünü söyledi. Küp lastiklerin öğrendiklerini ne kadar süre hatırlayacaklarını merak ediyor. Onları bir saatliğine havuzdan çıkarıp sonra tekrar içeri koyarsanız, ne yapacaklarını yeniden öğrenmeleri gerekir mi?
Gelecekteki çalışmalarda araştırmacılar, kutu denizanasının deneyimlerden öğrenme yeteneğini hangi hücrelerin kontrol ettiğini bulmayı umuyorlar. Dr. Garm ve meslektaşları, hayvanlar yeni bilgileri davranışlarına entegre ederken bu hücrelerde meydana gelen moleküler değişiklikleri merak ediyorlar.
Ayrıca, beynin bir parçası olup olmadıklarına bakılmaksızın, öğrenme yeteneğinin nöronlar arasında evrensel olup olmadığını da sorguluyorlar. Bu onların hayat ağacındaki özel ısrarlarını açıklayabilir.
“Organ sistemleri her zaman ortaya çıkar ve kaybolur” dedi Dr. Garm. “Fakat sinir sistemleri bir kez oraya vardıklarında çok nadiren ortadan kaybolurlar.”
Belki de öğrenme yeteneği onların hâlâ burada olmalarının bir sebebidir.
Bu ağın hayal edebileceğinizden daha karmaşık olduğu ortaya çıktı. Cuma günü araştırmacılar Current Biology dergisinde kutu denizanası Tripedalia sistofora’nın öğrenme yeteneğine sahip olduğunu belirten bir rapor yayınladılar. Kutu denizanası hayvanlar aleminin bizim tarafımızdan uzun zaman önce ayrıldığından beri, onların bilişsel yeteneklerini anlamak, bilim adamlarının öğrenmenin evrimini takip etmelerine yardımcı olabilir.
Konserve jölelerdeki öğrenmeyi araştırmanın zor kısmı, bilim adamlarının laboratuvardaki canlılara öğretebilecekleri günlük bir davranış bulmaktı.
Kopenhag Üniversitesi’nden biyolog ve yeni makalenin yazarı Anders Garm, ekibinin denizanalarının mangrov köküne çarpmak üzereyken yaptıkları hızlı U dönüşüne odaklanmaya karar verdiğini söyledi. Bu kökler sudan kara kuleler gibi yükselirken, etraflarındaki su buna kıyasla soluk görünüyor. Ancak ikisi arasındaki kontrast günden güne değişebilir, çünkü çamur suyu bulandırır ve kökün çıkarılmasının tespitini zorlaştırır. Konserve jöleler çok yaklaştıklarını nasıl anlıyor?
“Hipotez, bunu öğrenmeleri gerektiğiydi” dedi Dr. Garm. “Bu yaşam alanlarına döndüklerinde şunu öğrenmeleri gerekiyor: Bugün su kalitesi nasıl? Bugün kontrast nasıl değişiyor?”
Laboratuvarda araştırmacılar, mangrov köklerini ve suyu temsil eden alternatif koyu ve açık şeritlerin görüntülerini oluşturdular ve bunları yaklaşık 6 inç genişliğindeki kovaların içlerini hizalamak için kullandılar. Şeritler, optimum su berraklığını temsil eden güçlü bir siyah ve beyaz olduğunda, jöleler hiçbir zaman kova duvarlarına yaklaşmazdı. Ancak şeritler arasındaki kontrast azaldığında şeritler hemen şeritlerin içine doğru akmaya başladı. Bu, bilim adamlarının öğrenip öğrenemeyeceklerini görme şansıydı.
Birkaç çarpışmadan sonra kutu denizanası davranışlarını değiştirdi. Kovaya varmalarından sekiz dakikadan kısa bir süre sonra, duvarlardaki desenden yüzde 50 daha fazla yüzmeye başlamışlardı ve U dönüşlerinin sıklığını neredeyse dört katına çıkarmışlardı. Önlerindeki çizgilerle çarpışma hissi arasında bir bağlantı kurmuş gibiydiler.
Ayrıca araştırmacılar kutu denizanasından görsel nöronları çıkarıp bunları bir tabakta incelediler. Çarpışmayı temsil eden küçük bir elektrik darbesi alırken hücrelere çizgili görüntüler gösterildi. Yaklaşık beş dakika içinde hücreler, kutu denizanasının tamamının kendi etrafında dönmesine neden olacak sinyali göndermeye başladı.
Almanya’daki Kiel Üniversitesi Fizyoloji Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacı ve aynı zamanda makalenin yazarı Jan Bielecki, “Ne kadar hızlı öğrendiklerini görmek şaşırtıcı” dedi.
Araştırmaya dahil olmayan araştırmacılar, sonuçları öğrenmenin kökenlerini anlamada önemli bir ilerleme olarak nitelendirdi. Deniz anemonlarını, hidraları ve denizanasını içeren bir grup olan hayvanları inceleyen Avustralya’nın Sidney kentindeki Macquarie Üniversitesi’nden profesör Ken Cheng, “Bu, ilişkisel öğrenmenin cnidarians’ta ikna edici bir şekilde kanıtlandığı üçüncü seferdir” dedi. “Ve bu fizyolojik verilerle dolu en harika gösteri.”
Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nde denizanası uykusunun sinir bilimi üzerine çalışan doktora sonrası araştırmacı Michael Abrams, sonuçların aynı zamanda kutu denizanasının bir dereceye kadar kısa süreli hafızaya sahip olduğunu, önceki deneyimlere dayanarak davranışlarını değiştirebildiklerini öne sürdüğünü söyledi. Küp lastiklerin öğrendiklerini ne kadar süre hatırlayacaklarını merak ediyor. Onları bir saatliğine havuzdan çıkarıp sonra tekrar içeri koyarsanız, ne yapacaklarını yeniden öğrenmeleri gerekir mi?
Gelecekteki çalışmalarda araştırmacılar, kutu denizanasının deneyimlerden öğrenme yeteneğini hangi hücrelerin kontrol ettiğini bulmayı umuyorlar. Dr. Garm ve meslektaşları, hayvanlar yeni bilgileri davranışlarına entegre ederken bu hücrelerde meydana gelen moleküler değişiklikleri merak ediyorlar.
Ayrıca, beynin bir parçası olup olmadıklarına bakılmaksızın, öğrenme yeteneğinin nöronlar arasında evrensel olup olmadığını da sorguluyorlar. Bu onların hayat ağacındaki özel ısrarlarını açıklayabilir.
“Organ sistemleri her zaman ortaya çıkar ve kaybolur” dedi Dr. Garm. “Fakat sinir sistemleri bir kez oraya vardıklarında çok nadiren ortadan kaybolurlar.”
Belki de öğrenme yeteneği onların hâlâ burada olmalarının bir sebebidir.