Ha a tanult viselkedésről van szó, még a legegyszerűbb elmék is képesek fejlett gondolkodásra. A karibi kockamedúza (Tripedalia cystophora) képes megváltoztatni a viselkedését a múltbeli tapasztalatai alapján, derül ki egy új kutatásból. Az élőlény ezt a tanulási képességet elképesztően összetett látórendszerével együtt arra használja, hogy az otthonául szolgáló homályos mangrovemocsarakban navigáljon, állítják a szakértők.

A kutatók már jó ideje tudják, hogy a Cnidaria törzsbe tartozó állatok – a medúzák, a virágállatok és a szellőrózsák – képesek a tanulás alapvető formáira. Ha a környezetükben ismételten találkoznak egy ingerrel, arra az idő múlásával kevésbé (az úgynevezett habituáció vagy hozzászokás) vagy erősebben (az úgynevezett szenzibilizáció) reagálnak rá. Az emberek is folyamatosan ezt csinálják, például ha egy hangot újra és újra hallunk, a fülünk lehet, hogy kiiktatja azt. Más esetekben a hangot egyre nehezebb lesz figyelmen kívül hagynunk.

A habituáció és a szenzibilizáció az úgynevezett nem asszociatív tanulás formái, mivel nincs szükség arra, hogy kapcsolat teremtődjön két különböző ingertípus között ahhoz, hogy válasz generálódjon. Az asszociatív tanulás ezzel szemben különböző típusú ingerek összekapcsolását jelenti, ami a viselkedés megváltozását váltja ki. Ez a tanulás fejlettebb fajtájának tekinthető.

A közelmúltig a szakértők úgy vélték, hogy utóbbira csak a fejlett idegrendszerrel rendelkező állatok – például az emberek és más emlősök – képesek. Mivel a medúzák idegrendszere diffúzan helyezkedik el a testükben, és nincs egy központi, agyszerű struktúra, ezeket az állatokat képtelennek tartották az asszociatív tanulásra.

A T. cystophora még a többi agy nélküli állat közül is kiemelkedik. Míg legtöbb rokona csak homályosan képes érzékelni a fényforrásokat, addig ennek a körömnyi méretű, áttetsző élőlénynek 24 szeme van, amelyek a teste körül csoportokban helyezkednek el. Ezek lehetővé teszik számára, hogy lenyűgöző vizuális részletességgel érzékelje a világot, és a víz alatti mangrovegyökerek között navigáljon.

Anders Garm, a Koppenhágai Egyetem tengerbiológusa gyanította, hogy a T. cystophora asszociatív tanulásra is képes lehet. Más laboratóriumok kutatásai már találtak bizonyítékot a jelenségre szellőrózsáknál, de Garm és kollégái szkeptikusak voltak. Az egyik ilyen korábbi vizsgálatban a kutatók áramütéseknek és erős fényvillanásoknak tették ki az állatokat.

Idővel a szellőrózsák áramütés nélkül is elhúzódtak a villanásoktól, de mivel egyik inger sem fordul elő az állatok természetes élőhelyén, nehéz volt megállapítani, hogy valóban a fény és az áramütés között mutattak-e asszociációt, vagy csak nagyon érzékenyek lettek az ingerekre. A medúzák tanulási potenciáljának teszteléséhez Garm és Jan Bielecki (Kieli Egyetem) természetes viselkedéseket akartak használni. A T. cystophora kifinomult látása miatt ügyesen elkerüli a nagy vizuális kontrasztú akadályokat, de a homályos élőhelyen gyakran nehéz megkülönböztetni a tárgyakat. Itt jön be a képbe a tanulás.

A kutatók a medúzák élőhelyét szimuláló, szürke és fehér csíkokkal díszített akváriumot építettek, ahol a szürke csíkok a mangrovegyökereket imitálták. A medúzák eleinte a csíkok közelében úsztak, és gyakran nekimentek az akvárium falának. Idővel azonban úgy tűnt, hogy a szürke csíkokat mechanikus ingerrel – az ütközés fájdalmával – társítják, és következetesen kerülték ezeket. A T. cystophora két különböző típusú ingert kapcsolt össze a viselkedésének megváltoztatásához: a kutatók szerint pedig ez az asszociatív tanulás jele. A medúzák ráadásul meglehetősen gyorsan, mindössze néhány ütközés után megváltoztatták a viselkedésüket.

A jelenség neurobiológiai értelmezése érdekében a kutatók izolálták a medúza egyik vizuális központját, az úgynevezett rhopaliumot. Minden rhopalium hat szemet tartalmaz, és elektromos jeleket generál, amelyek a medúza jellegzetes, pulzáló mozgását modulálják. Amikor a T. cystophora akadályba ütközik, a rhopaliumok több jelet küldenek, ami az állatot irányváltásra készteti.

A szakértők egy mozgó szürke sávval ingerelték a rhopaliumot, hogy imitálják a mangrove gyökeréhez közeledő medúzát. A vizuális központ először nem reagált, de amikor a kutatók egy gyenge áramütést adtak hozzá, hogy utánozzák az ütközés mechanikai ingerét, a rhopalium elkezdett olyan típusú, nagyfrekvenciás elektromos jeleket generálni, amelyek elősegítik az állatot az akadályok elkerülésében. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy ez a struktúra, amely egyfajta miniatűr vizuális agyként működik, tanulási központként is szolgál.

Bielecki szerint ezek az eredmények azért különösen érdekesek, mert azt sugallják, hogy a tanulás az idegi működés szerves része, és valószínűleg olyasmi, ami már korán kialakult és konzerválódott a különböző állatfajokban. Ennek evolúciós szempontból is lehet értelme, mivel a tanulás létfontosságú a túléléshez, magyarázzák a kutatók. Ha egy állat nem képes megváltoztatni a viselkedését a korábbi tapasztalatok alapján, sokkal nagyobb valószínűséggel kerül halálos helyzetbe, mondja Bielecki. Az, hogy a medúzák a világ legősibb állatai közé tartoznak – egyes becslések szerint már több mint 500 millió éve léteznek –, azt bizonyítja, hogy valóban tanulhattak egy-két dolgot menet közben.