Ubur-ubur yang mengejutkan menemukan tantangan terhadap apa yang diketahui tentang pembelajaran dan ingatan

Mendaftarlah untuk buletin sains Wonder Theory CNN. Jelajahi alam semesta dengan berita tentang penemuan menarik, kemajuan ilmiah, dan banyak lagi.

CNN
—

Sebuah studi baru menemukan bahwa ubur-ubur Karibia, hewan yang tampaknya hidup tanpa tujuan dan tidak memiliki otak pusat, masih memiliki kemampuan untuk belajar dengan cepat dan menyimpan informasi.

Penemuan ini membalikkan gagasan lama bahwa organisme tidak dapat terlibat dalam pembelajaran asosiatif tanpa sistem saraf pusat, menurut sebuah penelitian yang diterbitkan pada hari Jumat di jurnal tersebut. Biologi saat ini.

Dipimpin oleh studi Anders Jarmseorang profesor biologi kelautan di Universitas Kopenhagen di Denmark — adalah bagian dari penelitian yang sedang berlangsung mengenai perilaku ubur-ubur di luar lautan. Institut Fisiologi di Universitas Keele Di Jerman.

“Kami telah melihat perilaku visual dan segala jenis pengalaman, dan pembelajaran hanyalah sebuah perkembangan alami,” kata penulis pertama Jan Bilecki, seorang rekan pascadoktoral di bidang neuroetika visual di Universitas Kiele.

Setelah bertahun-tahun bekerja dengan ubur-ubur kotak Karibia, tim tidak terkejut saat mengetahui bahwa hewan-hewan tersebut dapat belajar, namun “sangat mengejutkan betapa cepatnya mereka belajar,” kata Bilecki.

Ubur-ubur kotak Karibia, juga dikenal dengan nama ilmiah Tripedalia Cystophora, memiliki 24 mata – enam di masing-masing dari empat pusat sensor visual yang disebut rhopalia. Tubuh ubur-ubur yang berbentuk agar-agar, yang dikenal sebagai lonceng karena bentuknya, mudah memar, yang merupakan potensi kerugian ketika makhluk tersebut bergerak di antara akar bakau di Karibia. Berenang ke dalam akar dapat menyebabkan kerusakan yang menyebabkan infeksi bakteri dan akhirnya kematian, kata Bilecki.

“Jadi kami yakin hewan-hewan ini bisa belajar karena (menghindari akar bakau) adalah proses pembelajaran yang penting bagi mereka jika ingin bertahan hidup,” ujarnya.

Untuk menguji kemampuan hewan tersebut dalam belajar, para peneliti melapisi bagian dalam tangki melingkar dengan garis abu-abu dan putih. Garis abu-abu pada 24 mata ubur-ubur akan tampak gelap seperti akar bakau di habitat aslinya. Selama 7,5 menit, para peneliti memantau ubur-ubur untuk melihat apakah hewan tersebut bertabrakan dengan garis atau belajar menjaga jarak.

Selama beberapa menit pertama, ubur-ubur berenang mendekati atau menabrak dinding. Namun dalam lima menit segalanya berubah.

Ubur-ubur menerima kombinasi rangsangan visual dari garis dan rangsangan mekanis dari menabrak rintangan.

“Mereka telah belajar bahwa mereka mendapatkan rangsangan ini secara bersamaan (dan) mereka menghindari rintangan,” kata Bilecki. “mereka Peningkatan kinerja di seluruh kriteria yang kami ukur untuk menghindari kemacetan.

Para peneliti kemudian mengganti garis tersebut dengan bidang abu-abu solid. Ubur-ubur itu memukulnya berulang kali.

“Tidak ada petunjuk visual, jadi mereka tidak mempelajari apa pun,” kata Bilecki. “Mereka terus bertabrakan dan tidak merespons.”

Terakhir, para peneliti melakukan eksperimen neurofisiologis yang berpusat pada bagaimana rupalia memberikan sinyal listrik yang mendorong gerakan berdenyut, atau kontraksi berenang, yang dilakukan ubur-ubur untuk mendorong dirinya melalui air. Kecepatan denyut nadi mereka meningkat secara dramatis saat mereka bergerak untuk menghindari rintangan apa pun.

Para ilmuwan mengisolasi rupalia dengan memisahkannya dari lonceng. Namun pengganti akar bakau telah dipindahkan. Jadi, mekanisme penglihatan ubur-ubur tetap konstan selama garis-garisnya bergerak. Dapatkah sistem visual mengetahui bahwa ia harus menghindari garis abu-abu?

Para ilmuwan telah menghubungkan sistem yang dapat mengirimkan sinyal listrik lemah ke pusat sensorik visual. Ketika robalia tidak mengaktifkan sinyal yang biasanya merangsang kontraksi renang, Para ilmuwan melakukannya untuk mereka. Rupalia segera mulai memancarkan sinyal tanpa disuruh apa pun, bahkan untuk bilah abu-abu terang yang memberikan kontras yang jauh lebih sedikit dengan lingkungan lainnya.

Bilecki mengatakan mereka mendapatkan temuan ini karena eksperimen tersebut “relevan secara perilaku” terhadap ubur-ubur. Para peneliti menempatkan hewan-hewan tersebut dalam situasi yang mirip dengan apa yang mereka temui di alam liar.

“Jadi rangsangan visual dan rangsangan mekanis itu (terjadi) di lingkungan alaminya,” ujarnya. “Mereka tahu persis apa yang harus dilakukan dengan hal ini.”

Michael Abrams, peneliti di Departemen Biologi Molekuler dan Sel di Universitas California, Berkeley, yang telah melakukan penelitian ekstensif tentang ubur-ubur dan tidur, mengatakan penelitian ini kuat. Abrams tidak terlibat dalam penelitian baru ini.

“Para ilmuwan telah menciptakan model eksperimental yang sangat menarik untuk mengukur pembelajaran asosiatif pada ubur-ubur kotak ini. Temuan mereka mungkin juga menjadi bukti dari beberapa tingkat memori jangka pendek,” kata Abrams melalui email. Dia menambahkan bahwa penelitian tersebut dengan jelas menunjukkan kemampuan hewan tersebut. untuk belajar, Yang membuatnya bertanya-tanya, “Berapa lama ingatannya akan bertahan?”

Saat meraih gelar PhD di Caltech, Abrams mengerjakan penelitian pada tahun 2017 tentang ubur-ubur terbalik (Cassiopea) dan “keadaan seperti tidur”, yang “sebelumnya juga dianggap sebagai perilaku yang hanya ditemukan pada hewan dengan sistem saraf pusat.”