Ubur-ubur tanpa otak menunjukkan kemampuan belajar

Di perairan hutan bakau Karibia yang diterangi matahari, ubur-ubur kecil bergoyang masuk dan keluar dari naungan. Ubur-ubur kotak dibedakan dari ubur-ubur sejati sebagian berdasarkan sistem visualnya yang kompleks – predator seukuran anggur memiliki 24 mata. Tapi seperti ubur-ubur lainnya, mereka tidak punya pikiran, mengendalikan tubuh mereka yang berbentuk kubus melalui jaringan neuron yang terdistribusi.

Ternyata jaringan ini lebih kompleks dari yang Anda duga. Pada hari Jumat, para peneliti menerbitkan sebuah laporan Dalam jurnal Biologi Saat Ini Yang menandakan bahwa ubur-ubur kotak dari jenis Tripedalia Cystophora mempunyai kemampuan belajar. Karena ubur-ubur kotak sudah lama menyimpang dari dunia hewan, memahami kemampuan kognitif mereka dapat membantu para ilmuwan melacak evolusi pembelajaran.

Bagian tersulit dalam mempelajari pembelajaran dalam kotak jeli adalah menemukan perilaku sehari-hari yang dapat dilakukan oleh para ilmuwan untuk dilatih oleh makhluk tersebut di laboratorium.

Anders Jarm, ahli biologi di Universitas Kopenhagen dan penulis makalah baru tersebut, mengatakan timnya memutuskan untuk fokus pada rotasi cepat yang dilakukan toples jeli ketika hendak menyerang akar bakau. Akar-akar ini menjulang tinggi di dalam air seperti menara hitam, sementara air di sekelilingnya tidak ada artinya jika dibandingkan. Namun perbedaan antara keduanya dapat berubah dari hari ke hari, karena lumpur menghalangi air dan menyulitkan untuk mengetahui seberapa jauh jarak akar. Bagaimana paket gel bisa memberi tahu kita ketika kita sudah terlalu dekat?

“Hipotesisnya adalah mereka perlu mempelajari hal ini,” kata Dr. Jarm. “Saat mereka kembali ke habitatnya, mereka harus belajar, ‘Bagaimana kualitas air saat ini? Bagaimana variabilitasnya berubah saat ini?’

Di laboratorium, para peneliti menghasilkan gambar garis gelap dan terang yang bergantian, mewakili akar bakau dan air, dan menggunakannya untuk melapisi bagian dalam ember dengan lebar sekitar enam inci. Jika garis-garisnya sangat hitam dan putih, menunjukkan kejernihan air yang optimal, kemasan gel tidak pernah mendekati dinding ember. Namun, dengan kontras yang lebih sedikit di antara garis-garisnya, paket gel mulai langsung bertabrakan. Ini adalah kesempatan para ilmuwan untuk melihat apakah mereka mau belajar.

Setelah beberapa kali tabrakan, kotak jeli mengubah perilakunya. Kurang dari delapan menit setelah mencapai ember, mereka berenang sejauh 50 persen dari pola di dinding, dan frekuensi mereka melakukan manuver membalik meningkat hampir empat kali lipat. Mereka seolah mengasosiasikan garis di depannya dengan sensasi benturan.

Ke depannya, para peneliti menghilangkan neuron visual dari ubur-ubur kotak dan mempelajarinya di dalam piring. Sel-sel tersebut diperlihatkan gambar garis-garis saat mereka menerima pulsa listrik kecil yang mewakili tumbukan. Dalam waktu sekitar lima menit, sel-sel tersebut mulai mengirimkan sinyal yang akan menyebabkan seluruh ubur-ubur kotak berputar.

“Sungguh menakjubkan melihat betapa cepatnya mereka belajar,” kata Jan Bielecki, peneliti pascadoktoral di Institut Fisiologi Universitas Kiel di Jerman, yang juga penulis studi tersebut.

Para peneliti yang tidak terlibat dalam penelitian ini menggambarkan hasil ini sebagai langkah maju yang penting dalam memahami asal mula pembelajaran. “Ini ketiga kalinya pembelajaran asosiatif ditunjukkan secara meyakinkan pada cnidaria,” sebuah kelompok yang mencakup anemon laut, hydra, dan ubur-ubur, kata Ken Cheng, profesor di Macquarie University di Sydney, Australia, yang mempelajari hewan. “Ini adalah tampilan yang paling menakjubkan, penuh dengan data fisiologis.”

Temuan ini juga menunjukkan bahwa ubur-ubur kotak memiliki beberapa tingkat memori jangka pendek, karena mereka dapat mengubah perilaku mereka berdasarkan pengalaman sebelumnya, kata Michael Abrams, peneliti postdoctoral di University of California, Berkeley, yang mempelajari ilmu saraf tidur ubur-ubur. Dia bertanya-tanya berapa lama kotak jeli itu mengingat apa yang mereka pelajari. Jika mereka dikeluarkan dari tangki selama satu jam dan kemudian dimasukkan kembali, apakah mereka harus belajar lagi apa yang harus dilakukan?

Dalam penelitiannya di masa depan, para peneliti berharap dapat mengidentifikasi sel spesifik yang mengontrol kemampuan ubur-ubur kotak dengan belajar dari pengalaman. Dr Jarm dan rekan-rekannya penasaran dengan perubahan molekuler yang terjadi pada sel-sel ini ketika hewan mengintegrasikan informasi baru ke dalam perilaku mereka.

Mereka juga bertanya-tanya apakah kemampuan belajar bersifat universal di antara neuron, terlepas dari apakah mereka merupakan bagian dari otak. Ini mungkin menjelaskan kegigihan aneh mereka di pohon kehidupan.

“Ada sistem organ yang datang dan pergi sepanjang waktu,” kata Dr. Jarm. “Tetapi sistem saraf – begitu sampai di sana, jarang sekali hilang lagi.”

Mungkin kemampuan belajar menjadi salah satu alasan mereka bertahan di sini.