powiązana zawartość
- Ulepszenie drobnych ładunków elektrycznych wewnątrz komórek może zwalczać infekcje
Dziwne eksperymenty pokazują, że płazińce mogą zachować wyuczone zachowania nawet po ścięciu głowy. Zdjęcie użytkownika Flickr, gailhampshire
Od dawna wiadomo, że wiele gatunków robaków ma niezwykłą zdolność odradzania ciała, a nawet określonych organów po ich odcięciu. Ale nowe badania przeprowadzone przez parę naukowców z Tufts University ujawniły, że planiści - małe stworzenia, często nazywane płazińcami, które mogą żyć w wodzie lub na lądzie - są w stanie zregenerować coś jeszcze bardziej niesamowitego.
Naukowcy, Tal Shomrat i Michael Levin, szkolili płazińce, aby podróżowały po nierównej powierzchni w celu uzyskania dostępu do żywności, a następnie zdjęły głowy. Dwa tygodnie później, kiedy odrosły głowy, robaki w jakiś sposób odzyskały tendencję do poruszania się w trudnym terenie, jak naukowcy niedawno udokumentowali w Journal of Experimental Biology .
Po dwóch tygodniach głowy robaków odrosły wraz ze szkoleniem, które odbyły przed ścięciem głowy. Zdjęcie za pośrednictwem Journal of Experimental Biology / Shormat and Levin
Zainteresowanie wspomnieniami z płazińców datuje się na lata 50. XX wieku, kiedy seria dziwnych eksperymentów biologa z Michigan Jamesa McConnella wykazała, że robaki mogą zyskać zdolność do poruszania się po labiryncie poprzez karmienie ziemi resztkami innych płazińców, które zostały przeszkolone do biegania przez ten sam labirynt. McConnell spekulował, że rodzaj materiału genetycznego zwanego „pamięcią RNA” jest odpowiedzialny za to zjawisko i może być przenoszony między organizmami.
Późniejsze badania nad RNA pamięci planarnej wykorzystały fakt, że robaki mogły łatwo regenerować głowy po ścięciu głowy. W niektórych badaniach głowy robaków zostały odcięte, a następnie zregenerowane podczas pływania w roztworach RNA; w innych, jak zauważa blog Field of Science, robaki, które zostały już wyszkolone do poruszania się po labiryncie, były testowane po tym, jak zostały ścięte, a ich głowy odrosły.
Niestety ustalenia McConnella zostały w dużej mierze zdyskredytowane - krytycy wskazywali na niechlujne metody badawcze, a niektórzy nawet oskarżali planistów o brak zdolności do długotrwałej pamięci - a badania w tej dziedzinie były uśpione. Jednak ostatnio Shomrat i Levin opracowali zautomatyzowane systemy do trenowania i testowania robaków, które umożliwiłyby znormalizowane i rygorystyczne pomiary sposobu, w jaki organizmy nabywały i zachowywały wspomnienia w czasie. I choć RNA pamięci nadal uważa się za mit, ich ostatnie badania potwierdziły, że wspomnienia tych robaków działają w zadziwiająco dziwny sposób.
Zautomatyzowany system badaczy wyeliminował uprzedzenia właściwe ludzkim obserwatorom, śledząc ruch robaków po płycie za pomocą kamer i kodując ich lokalizację za pomocą komputera. Zdjęcie za pośrednictwem Journal of Experimental Biology / Shormat and Levin
Skomputeryzowany system badaczy zajmował się robakami z gatunku Dugesia japonica w dwóch grupach po 72. Jedna grupa była uwarunkowana do życia na szalce Petriego o szorstkim dnie, a druga na gładkiej, przez dziesięć dni. Obie potrawy były zaopatrzone w obfite pokarmy dla robaków (małe kawałki wątróbki wołowej), więc każda grupa była uwarunkowana, aby dowiedzieć się, że ich szczególna powierzchnia oznacza „jedzenie jest w pobliżu”.
Następnie każdą grupę osobno umieszczono na szalce Petriego o szorstkim dnie z jedzeniem umieszczonym tylko w jednym kwadrancie, wraz z jasnoniebieską diodą LED. Płazińce zwykle unikają światła, więc spędzanie czasu w tej ćwiartce oznaczało, że ich oczekiwanie na jedzenie w pobliżu przebiło ich niechęć do światła.
W wyniku uwarunkowania robaki, które mieszkały w szorstkich pojemnikach, znacznie szybciej przybywały do oświetlonego kwadrantu. Naukowcy sprawdzili, jak kamery wideo zautomatyzowanego systemu śledzą, ile czasu zajęły robakom spędzanie trzech prostych minut pod oświetleniem, a te wychowane na szorstkich naczyniach zajęły średnio sześć minut, w porównaniu do około siedmiu i pół minuty dla drugiej grupy. Ta różnica pokazała, że poprzednia grupa została uwarunkowana do kojarzenia szorstkich powierzchni z jedzeniem i łatwiej je badała.
Następnie wszystkie robaki zostały w pełni zdekapitowane (każda część mózgu została usunięta) i pozostawione same sobie, aby odrosły głowy w ciągu następnych dwóch tygodni. Kiedy zostali umieszczeni z powrotem w komorze z szorstką powierzchnią, grupa, która wcześniej mieszkała w szorstkich naczyniach - to znaczy, ich poprzednie głowy żyły w szorstkich naczyniach - nadal chętnie zapuszczała się do oświetlonego kwadrantu szorstkiego naczynia i spędzaj tam dłuższy czas o ponad minutę szybciej niż druga grupa.
Wydaje się to niewiarygodne, ale wydaje się, że niektóre trwałe wspomnienia dotyczące warunkowania szorstkiej powierzchni żyły w ciałach tych robaków, nawet po odcięciu ich głów. Biologiczne wyjaśnienie tego jest niejasne, jak zauważa blog The Verge . Wcześniejsze badania potwierdziły, że zachowanie robaków jest kontrolowane przez ich mózgi, ale możliwe jest, że niektóre ich wspomnienia mogły być przechowywane w ich ciałach lub że trening nadany ich pierwotnym głowom w jakiś sposób zmodyfikował inne części ich układu nerwowego, które następnie zmienił sposób, w jaki rosły ich nowe mózgi.
Jest też inne wyjaśnienie. Naukowcy spekulują, że epigenetyka - zmiany w strukturze DNA organizmu, które zmieniają ekspresję genów - mogą odgrywać pewną rolę, być może trwale kodując pamięć („szorstkie podłogi = żywność”) na stałe w DNA robaków.
W takim przypadku ten dziwny eksperyment dałby jeszcze jeden zaskakujący wynik. Może nie istnieć coś takiego jak „pamięć RNA” per se, ale spekulując na temat roli materiału genetycznego w zachowaniu wspomnień tych robaków, McConnell mógł być mimo wszystko na dobrej drodze.
