Это может говорить о том, что для сложного ассоциативного обучения не нужен мозг
Исследователи из Германии и Дании доказали, что кубомедузы, не имеющие мозга, могут учиться на своих ошибках. Благодаря этому им удается избегать препятствий в естественной среде. Это может означать, что сложные нейронные процессы, лежащие в основе ассоциативного обучения, — свойство всех нервных систем, даже самых простых. Работа опубликована в Current Biology.
Способность к ассоциативному обучению обычно считается привилегией животных, имеющих мозг — позвоночных, членистоногих и моллюсков. У животных без центральной нервной системы в основном наблюдают более простое обучение — привыкание к повторяющимся стимулам или, наоборот, усиление реакции на них. Такое обучение называется неассоциативным, потому что не требует формирования связи между двумя несвязанными стимулами.
Однако несколько ранних исследований показали, что к формированию ассоциаций способны актинии Nematostella vectensis — простейшие животные из группы книдарий, у которых нет мозга. Ученые научили их связывать два стимула — удар током и свет, и в итоге актинии начинали сокращаться под действием света. При этом ни с током, ни с ярким светом актинии в естественной среде не сталкиваются — из-за этого неясно, влияет ли такая способность к ассоциативному обучению на их поведение.
Ян Белецкий (Jan Bielecki) из Кильского университета с коллегами из Дании сосредоточил внимание на другом представителе книдарий — маленькой кубомедузе Tripedalia cystophora, обитающей в Карибском море. Медузы T. cystophora питаются рачками, живущими в подводных корнях мангровых зарослей, поэтому им все время приходится маневрировать между этими корнями, чтобы не столкнуться с ними и не повредить мягкое тело. Считается, что кубомедузы оценивают контраст между корнями и окружающей средой и так определяют расстояние до препятствия. В этом им помогают глаза, которых насчитывается 24 — они собраны по шесть штук в четырех краевых тельцах (или ропалиях). Там же находятся скопления нейронов; мозга у кубомедуз все еще нет.
Видимость и контрастность корней сильно зависит от прозрачности воды, которая может меняться, — под это медузы должны подстраиваться. Чтобы разобраться, как им это удается, ученые провели несколько экспериментов. Сначала медуз поместили в резервуар, наполненный водой. Вместо мангровых корней на стенках резервуара были полосы, контрастность которых в разных тестах различалась. На полосы с высокой контрастностью медузы реагировали с самого начала — и не подплывали близко. А вот когда контрастность полос была низкой, медузы часто натыкались на стенки. Однако уже через 7,5 минуты частота столкновений снизилась на 50 процентов — с 1,8 до 0,78 в минуту. То есть после нескольких неудач медузы научились избегать препятствия, которые до этого плохо различали.
Исследователи предположили, что медузы учатся, объединяя визуальные стимулы и механические — то есть запоминают случаи, когда им все-таки не повезло врезаться в корень, и в результате спустя какое-то время меняют свое поведение. Это бы означало, что T. cystophora способны к сложному ассоциативному обучению. Чтобы это проверить, авторы провели другой тест. Они воздействовали на изолированные ропалии: показывали полоски разной контрастности и одновременно стимулировали нейроны током — стимуляция имитировала столкновение с препятствием. В итоге спустя пять минут и пять электрических импульсов нейроны стали чувствительны даже к низкоконтрастным полосам, на которые сначала не реагировали. А вот предъявление только одного стимула (полосы или удара током) не привело ни к какому результату.
Авторы пришли к выводу, что даже без мозга кубомедузы могут обучаться — и, судя по всему, используют это в своей обычной жизни. Вероятно, способность к ассоциативному обучению — фундаментальное свойство любых нервных систем. Ученые отметили, что, если это действительно так, кубомедузы могли бы стать хорошей моделью для исследования процессов, лежащих в основе обучения и памяти, — их нервная система достаточно проста, чтобы это было возможным.
Несколько лет назад ученые обнаружили, что другой вид медуз может спать — хотя считалось, что и это свойственно лишь животным с центральной нервной системой.
По оценкам герпетологов, численность мантелл Коуэна не превышает 500 особей
Герпетологи обнаружили, что численность мантелл Коуэна, одних из самых редких мадагаскарских лягушек, сократилась менее чем до 500 особей, которые распределены по десяти с небольшим изолированным популяциям. При этом по крайней мере две из них уже исчезли — а еще одна с 2015 по 2023 год уменьшилась примерно на 80 процентов. Как отмечается в статье для журнала PeerJ, основными угрозами для мантелл Коуэна служат разрушение местообитаний и отлов браконьерами для продажи террариумистам. Без срочных природоохранных мер вид рискует вымереть уже в ближайшие годы.