Relateret indhold
- At finpusse de små elektriske opladninger inden i cellerne kan bekæmpe infektion
Mærkelige eksperimenter viser, at flatworms kan bevare trænet adfærd, selv efter at de er halshugget. Foto af Flickr-bruger gailhampshire
Det har længe været kendt, at mange ormearter har den bemærkelsesværdige evne til at vokse tilbage krop og endda specifikke organer, når de er blevet afskåret. Men ny forskning fra et par forskere fra Tufts University har afsløret, at planarier - små væsner, ofte kaldet fladorm, der kan leve i vand eller på land - er i stand til at genoprette noget endnu mere forbløffende.
Forskerne, Tal Shomrat og Michael Levin, trænede fladeorme til at rejse over en ujævn overflade for at få adgang til mad og fjernede derefter deres hoveder. To uger senere, efter at hovederne voksede tilbage, genvandt ormene på en eller anden måde deres tendens til at navigere over ujævnt terræn, som forskerne for nylig dokumenterede i Journal of Experimental Biology .
Efter to uger voksede ormens hoveder tilbage sammen med træning, de havde fået før halshugning. Billede via Journal of Experimental Biology / Shormat og Levin
Interessen for fladormormhukommelser stammer fra 1950'erne, hvor en række mærkelige eksperimenter af Michigan-biolog James McConnell tydede på, at orme kunne få evnen til at navigere i en labyrint ved at blive fodret med de fundne rester af andre fladeorme, der var blevet trænet til at løbe gennem samme labyrint. McConnell spekulerede i, at en type genetisk materiale kaldet ”hukommelses-RNA” var ansvarlig for dette fænomen og kunne overføres mellem organismerne.
Efterfølgende forskning i planær hukommelse RNA udnyttede det faktum, at ormene let kunne regenerere hoveder efter halshugning. I nogle studier blev ormehovederne afskåret og derefter regenereret, mens de svømmede i RNA-opløsninger; i andre, som Field of Science- blog påpeger, blev orme, der allerede var blevet trænet til at navigere i en labyrint, testet, efter at de blev halshugget og deres hoveder voksede tilbage.
Desværre blev McConnells fund i vid udstrækning miskrediteret - kritikere pegede på slurvede forskningsmetoder, og nogle anklagede endda, at planarier ikke havde kapacitet til langtidshukommelse - og forskning på dette område lå i dvale. For nylig udviklede Shomrat og Levin imidlertid automatiserede systemer til at træne og teste ormene, hvilket ville muliggøre standardiserede og strenge mål for, hvordan organismerne erhvervede og bevarede minder over tid. Og selvom hukommelse RNA stadig menes at være en myte, har deres nylige forskning bekræftet, at disse ormehukommelser fungerer på forbløffende bizarre måder.
Forskernes automatiske system eliminerede bias, der er forbundet med menneskelige observatører, ved at spore ormenes bevægelse over pladen ved hjælp af kameraer og kode deres placering via computer. Billede via Journal of Experimental Biology / Shormat og Levin
Forskernes edb-system behandlede ormene fra arten Dugesia japonica i to grupper på 72 hver. Den ene gruppe blev konditioneret til at leve i en petriskål med ru bund med den anden i en glatbunden i ti dage. Begge retter var fyldt med rigelig ormfødevarer (små stykker oksekødelever), så hver gruppe var betinget af at få at vide, at deres særlige overflade betød "mad er i nærheden."
Dernæst blev hver gruppe separat sat i en petriskål med ru bund med mad placeret kun i en kvadrant sammen med en lyseblå LED. Flatworms undgår typisk lys, så at tilbringe tid i den kvadrant betød, at deres forventning om mad i nærheden trumfede deres modvilje mod lys.
Som et resultat af deres konditionering var ormene, der havde boet i uslebne containere, meget hurtigere til at strømme til den oplyste kvadrant. Forskerne havde det automatiserede systems videokameraer spore, hvor lang tid det tog for ormene at tilbringe tre lige minutter under lysene, og de, der blev opdrættet i de uslebne skåle, tog i gennemsnit seks minutter at passere dette antal, sammenlignet med cirka syv og en halv minutter for den anden gruppe. Denne forskel viste, at den tidligere gruppe var blevet konditioneret til at forbinde ru overflader med mad og udforskede disse overflader lettere.
Derefter var alle orme fuldstændigt halshugget (hver hjerne blev fjernet) og blev alene for at gro igen deres hoveder i løbet af de næste to uger. Da de blev sat tilbage i kammeret med den ujævne overflade, var gruppen, der tidligere havde boet i de uslebne skåle - det vil sige deres tidligere hoveder, boet i de uslebne skåle - stadig villig til at vove sig ind i den oplyste kvadrant af den rå skål og tilbringe en længere periode der mere end et minut hurtigere end den anden gruppe.
Utroligt, som det ser ud, synes nogle dvælende minder fra den hårde overfladebehandling at have levet videre i disse orms kroppe, selv efter at deres hoveder var hakket af. Den biologiske forklaring på dette er uklar, som The Verge- blog bemærker. Tidligere forskning bekræftede, at ormenes adfærd styres af deres hjerner, men det er muligt, at nogle af deres minder kan være blevet gemt i deres kroppe, eller at træningen, der blev givet til deres oprindelige hoveder, på en eller anden måde modificerede andre dele af deres nervesystemer, som derefter ændrede, hvordan deres nye hjerner voksede.
Der er også en anden slags forklaring. Forskerne spekulerer i, at epigenetik - ændringer i en organisms DNA-struktur, der ændrer udtrykket af gener - kunne spille en rolle og måske koder hukommelsen ("ru gulve = mad") permanent i ormens DNA.
I dette tilfælde ville dette mærkelige eksperiment give endnu et overraskende resultat. Der er muligvis ikke sådan noget som ”hukommelses-RNA” i sig selv, men når man spekulerer i hvilken rolle genetisk materiale spiller i opbevaringen af disse orms minder, kan McConnell trods alt været på rette spor.
