Relatert innhold
- Å finjustere de små elektriske ladningene inne i celler kan bekjempe infeksjon
Merkelige eksperimenter viser at flatorm kan beholde trent oppførsel selv etter at de er halshugget. Foto av Flickr-bruker gailhampshire
Det har lenge vært kjent at mange arter av ormer har den bemerkelsesverdige evnen til å vokse tilbake kroppen og til og med spesifikke organer når de er blitt avskåret. Men ny forskning fra et par forskere fra Tufts University har avslørt at planarianere - små skapninger, ofte kalt flatorm, som kan leve i vann eller på land - er i stand til å gjenopprette noe enda mer fantastisk.
Forskerne, Tal Shomrat og Michael Levin, trente flatorm til å reise over en grov overflate for å få tilgang til mat, og deretter fjernet hodet. To uker senere, etter at hodene vokste tilbake, gjenvant ormene på en eller annen måte sin tendens til å navigere over ulendt terreng, slik forskerne nylig dokumenterte i Journal of Experimental Biology .
Etter to uker vokste ormenes hoder tilbake, sammen med trening de hadde fått før halshugging. Bilde via Journal of Experimental Biology / Shormat and Levin
Interessen for flatormminner stammer fra 1950-tallet, da en serie merkelige eksperimenter av Michigan-biologen James McConnell indikerte at ormer kunne få evnen til å navigere i en labyrint ved å bli matet de grunnlagte restene av andre flatormer som hadde fått opplæring i å løpe gjennom samme labyrint. McConnell spekulerte i at en type genetisk materiale kalt "minne-RNA" var ansvarlig for dette fenomenet, og kunne overføres mellom organismer.
Etterfølgende forskning på planminne RNA utnyttet det faktum at ormene lett kunne gjenopprette hoder etter halshugging. I noen studier ble ormenes hoder avskåret og deretter regenerert mens de svømte i RNA-løsninger; i andre, som Field of Science- bloggen påpeker, ble ormer som allerede hadde blitt opplært til å navigere i en labyrint testet etter at de ble halshugget og hodet vokste tilbake.
Dessverre ble McConnells funn stort sett mislikt - kritikere pekte på slurvete forskningsmetoder, og noen anklaget til og med at planmenn ikke hadde kapasitet til langtidsminne - og forskning på dette området lå i dvale. Nylig utviklet Shomrat og Levin imidlertid automatiserte systemer for å trene og teste ormene, noe som ville muliggjøre standardiserte og strenge tiltak for hvordan organismer skaffet og beholdt minner over tid. Og selv om minne av RNA fortsatt antas å være en myte, har den nyere forskningen deres bekreftet at disse ormenes minner fungerer på forbløffende bisarre måter.
Forskernes automatiserte system eliminerte skjevheter som er iboende hos menneskelige observatører ved å spore ormenes bevegelse over platen med kameraer og kode deres plassering med datamaskin. Bilde via Journal of Experimental Biology / Shormat and Levin
Forskernes datastyrte system omhandlet ormene, fra arten Dugesia japonica, i to grupper på 72 hver. Den ene gruppen ble betinget av å leve i en petriskål med grobund og med den andre i glattbunnen i ti dager. Begge rettene var utstyrt med rikelig ormemat (små biter med storfekjøttelever), så hver gruppe ble betinget av å lære at deres spesielle overflate betydde "mat er i nærheten."
Deretter ble hver gruppe separat satt i en petriskål med grov bunn med mat som bare var plassert i en kvadrant, sammen med en knallblå LED. Flatormer unngår vanligvis lys, så det å tilbringe tid i den kvadranten betydde at forventningene til mat i nærheten trumfet aversjonen mot lys.
Som et resultat av kondisjoneringen var ormene som hadde bodd i grove containere mye raskere å strømme til den opplyste kvadranten. Forskerne hadde det automatiserte systemets videokameraer spore hvor lang tid det tok for ormene å tilbringe tre rette minutter under lysene, og de som er oppdratt i de grove skålene tok i gjennomsnitt seks minutter å passere dette tallet, sammenlignet med omtrent syv og et halvt minutter for den andre gruppen. Denne forskjellen viste at den tidligere gruppen hadde blitt betinget av å knytte røffe overflater med mat, og utforsket disse flatene lettere.
Etterpå ble alle ormer fullstendig halshugget (hver hjerne ble fjernet) og fikk være i fred for å gro igjen hodet i løpet av de neste to ukene. Da de ble satt tilbake i kammeret med den grove overflaten, var gruppen som tidligere hadde bodd i de grove skålene - det vil si deres tidligere hoder hadde bodd i de grove skålene - fremdeles villig til å våge seg inn i den opplyste kvadranten av den rå skålen og tilbringe en lengre periode der mer enn et minutt raskere enn den andre gruppen.
Utrolig som det virker, noen sivende minner fra den grove overflatebehandlingen ser ut til å ha levd videre i kroppene til disse ormene, selv etter at hodene var hakket av. Den biologiske forklaringen på dette er uklar, som The Verge- bloggen bemerker. Tidligere forskning bekreftet at ormenes atferd styres av hjernen deres, men det er mulig at noen av minnene deres kan ha blitt lagret i kroppene deres, eller at opplæringen som ble gitt til de første hodene deres på en eller annen måte endret andre deler av nervesystemene deres, som deretter endret hvordan deres nye hjerner vokste.
Det er også en annen slags forklaring. Forskerne spekulerer i at epigenetikk - endringer i en organismes DNA-struktur som endrer uttrykket av gener - kan spille en rolle, og kanskje kode hukommelsen (“grove gulv = mat”) permanent i ormenes DNA.
I så fall ville dette rare eksperimentet gi enda et overraskende resultat. Det kan ikke være noe som "minne-RNA" i seg selv, men når vi spekulerer i hvilken rolle genetisk materiale spiller i oppbevaringen av disse ormenes minner, kan McConnell tross alt ha vært på riktig vei.
