في مياه غابات المانغروف المشمسة في منطقة البحر الكاريبي، تندفع قناديل البحر الصغيرة داخل وخارج الظل. تتميز قناديل البحر الصندوقية عن قناديل البحر الحقيقية جزئيًا من خلال أنظمتها البصرية المعقدة: فالحيوانات المفترسة بحجم حبة العنب لها 24 عينًا. ولكن مثل قناديل البحر الأخرى، ليس لديها أدمغة وتتحكم في أجسامها المكعبة باستخدام شبكة موزعة من الخلايا العصبية.
اتضح أن هذه الشبكة أكثر تعقيدًا مما تعتقد. يوم الجمعة، نشر الباحثون تقريرا في مجلة علم الأحياء الحالي مما يدل على أن قنديل البحر الصندوقي من نوع Tripedalia Cystophora لديه القدرة على التعلم. منذ أن ابتعدت قناديل البحر الصندوقية عن الجزء الذي نعيش فيه من المملكة الحيوانية منذ فترة طويلة، فإن فهم قدراتها المعرفية يمكن أن يساعد العلماء على تتبع تطور التعلم.
كان الجزء الصعب من دراسة التعلم في علب الهلام هو العثور على سلوك يومي يمكن للعلماء تدريب المخلوقات على أدائه في المختبر.
وقال أندرس جارم، عالم الأحياء بجامعة كوبنهاجن ومؤلف الورقة الجديدة، إن فريقه قرر التركيز على الدوران السريع الذي تقوم به حلوى الهلام الصندوقية عندما تكون على وشك الاصطدام بجذور شجرة المانغروف. وترتفع هذه الجذور من الماء مثل الأبراج السوداء، بينما تبدو المياه حولها شاحبة بالمقارنة. لكن التباين بين الاثنين يمكن أن يتغير من يوم لآخر، حيث أن الطمي يحجب الماء ويجعل من الصعب تحديد المسافة بين الجذر والجذر. كيف تكتشف الهلام المعبأة عندما تقترب أكثر من اللازم؟
قال الدكتور جارم: «كان الافتراض هو أنه كان عليهم أن يتعلموا هذا». “عندما يعودون إلى هذه الموائل، عليهم أن يتعلموا: ما هي نوعية المياه اليوم؟ كيف يتغير التباين اليوم؟
في المختبر، أنتج الباحثون صورًا لخطوط داكنة وخفيفة متناوبة، تمثل جذور أشجار المنغروف والماء، واستخدموها لتبطين الدلاء من الداخل بعرض حوالي ست بوصات. عندما كانت الخطوط باللونين الأسود والأبيض اللامعين، مما يمثل الوضوح الأمثل للمياه، لم يقترب الهلام المعلب أبدًا من جوانب الدلو. ومع ذلك، مع وجود تباين أقل بين الخطوط، بدأت علب الهلام تصطدم بها على الفور. لقد كانت فرصة للعلماء لمعرفة ما إذا كانوا سيتعلمون.
بعد عدة اصطدامات، غيرت صناديق الهلام سلوكها. وبعد أقل من ثماني دقائق من وصولهم إلى الدلو، كانوا يسبحون مسافة 50 بالمائة بعيدًا عن النمط الموجود على الجدران، وقد تضاعف عدد المرات التي قاموا فيها بمناورة التقليب أربع مرات تقريبًا. يبدو أنهم ربطوا بين الخدوش التي أمامهم والإحساس بالاصطدام.
وللمضي قدمًا، أخذ الباحثون خلايا عصبية بصرية من قنديل البحر الصندوقي ودرسوها على طبق. وشاهدت الخلايا صورًا مخططة أثناء تلقيها نبضًا كهربائيًا صغيرًا يمثل الاصطدام. وفي حوالي خمس دقائق، بدأت الخلايا بإرسال الإشارة التي من شأنها أن تتسبب في انقلاب قنديل البحر الصندوقي بأكمله.
وقال جان بيليكي، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد علم وظائف الأعضاء بجامعة كيل في ألمانيا، وهو أيضًا مؤلف الدراسة: “إنه لأمر مدهش مدى سرعة تعلمهم”.
ووصف الباحثون الذين لم يشاركوا في الدراسة النتائج بأنها تقدم كبير في فهم أصول التعلم. وقال كين تشينج، الأستاذ بجامعة ماكواري في سيدني بأستراليا، والذي يدرس الحيوانات: “هذه هي المرة الثالثة فقط التي يظهر فيها التعلم الترابطي بشكل مقنع لدى اللاسعات”، وهي مجموعة تضم شقائق النعمان البحرية والهيدرا وقناديل البحر. “وهذا هو العرض الأروع، المليء بالبيانات الفسيولوجية.”
وتشير النتائج أيضًا إلى أن قنديل البحر الصندوقي يمتلك مستوى معينًا من الذاكرة قصيرة المدى، لأنه يمكنه تغيير سلوكه بناءً على تجارب سابقة، كما قال مايكل أبرامز، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، الذي يدرس علم الأعصاب الخاص بنوم قنديل البحر. إنه يتساءل كم من الوقت يتذكر الجيلي المعلب ما تعلموه. إذا خرجوا من الخزان لمدة ساعة ثم عادوا إليه، فهل يجب عليهم أن يتعلموا من جديد ما يجب عليهم فعله؟
في العمل المستقبلي، يأمل الباحثون في تحديد الخلايا المحددة التي تتحكم في قدرة قنديل البحر الصندوقي على التعلم من التجربة. يشعر الدكتور جارم وزملاؤه بالفضول بشأن التغيرات الجزيئية التي تحدث في هذه الخلايا عندما تقوم الحيوانات بدمج معلومات جديدة في سلوكها.
ويتساءلون أيضًا عما إذا كانت القدرة على التعلم عالمية بين الخلايا العصبية، وما إذا كانت جزءًا من الدماغ أم لا. وهذا يمكن أن يفسر استمرارهم في شجرة الحياة.
قال الدكتور جارم: “إن أجهزة الأعضاء تأتي وتذهب طوال الوقت”. “لكن الأجهزة العصبية، بمجرد وجودها، نادرًا ما تختفي”.
ولعل القدرة على التعلم هي أحد أسباب بقائهم هنا.
