Asiaan liittyvä sisältö
- Pienten sähkölatausten säätäminen solujen sisällä voi torjua tartuntaa
Oudot kokeet osoittavat, että litteät madot voivat säilyttää koulutetun käytöksen myös heikentämisen jälkeen. Kuva Flickr-käyttäjä gailhampshire
On jo kauan tiedossa, että monilla matolajeilla on huomattava kyky kasvattaa vartaloaan ja jopa tiettyjä elimiä, kun ne on leikattu. Mutta Tufts-yliopiston tutkijoiden parin uusi tutkimus on paljastanut, että planetaarit - pienet olennot, joita usein kutsutaan litteiksi matoiksi - jotka voivat elää vedessä tai maassa - kykenevät uudistamaan jotain vielä hämmästyttävämpää.
Tutkijat, Tal Shomrat ja Michael Levin, kouluttivat matomatkoja kulkemaan karkean pinnan yli pääsemään ruokaan, ja poistivat sitten päänsä. Kaksi viikkoa myöhemmin, kun päät kasvoivat takaisin, madot saivat jotenkin takaisin taipumuksensa navigoida epätasaisella maastolla, kuten tutkijat hiljattain dokumentoivat Journal of Experimental Biology -lehdessä .
Kahden viikon kuluttua matojen päät kasvoivat takaisin koulutuksen kanssa, jonka he olivat saaneet ennen rappeutumista. Kuva Journal of Experimental Biology / Shormatin ja Levinin kautta
Kiinnostus flatworm-muistoihin oli peräisin 1950-luvulta, jolloin Michiganin biologin James McConnellin omituisten kokeiden sarja osoitti, että madot voisivat saada kyvyn navigoida labyrintissä syöttämällä muiden lima-maapallon jäänteitä, jotka oli koulutettu ajamaan läpi sama sokkelo. McConnell arvasi, että tietynlainen geneettinen materiaali, nimeltään ”muisti RNA”, oli vastuussa tästä ilmiöstä ja että sitä voidaan siirtää organismien välillä.
Myöhemmässä tasomaisen muistin RNA: n tutkimuksessa hyödynnettiin sitä tosiseikkaa, että madot pystyivät helposti uudistumaan päänsä katkaisun jälkeen. Joissakin tutkimuksissa matojen päät katkaistiin ja regeneroitiin sitten uimaan RNA-liuoksissa; toisissa, kuten tiedekenttä- blogi huomauttaa, matoja, jotka oli jo koulutettu navigoimaan labyrintissä, testattiin niiden kaatamisen jälkeen ja heidän päänsä kasvoivat takaisin.
Valitettavasti McConnellin havainnot olivat suurelta osin harhautuneita - kriitikot viittasivat huolimattomiin tutkimusmenetelmiin, ja jotkut jopa syyttivät, että planeettalaisilla ei ollut kykyä pitkäaikaiseen muistiin - ja tämän alueen tutkimus oli lepotilassa. Äskettäin Shomrat ja Levin kuitenkin kehittivät automatisoituja järjestelmiä matojen kouluttamiseksi ja testaamiseksi, mikä mahdollistaisi standardisoidut ja tiukat toimenpiteet siitä, miten organismit hankkivat ja säilyttivät muistot ajan myötä. Ja vaikka muisti-RNA: n uskotaan edelleen olevan myytti, heidän viimeaikaiset tutkimukset ovat vahvistaneet, että näiden matojen muistot toimivat hämmästyttävän omituisella tavalla.
Tutkijoiden automatisoitu järjestelmä eliminoi ihmisen tarkkailijoiden luontaisia ennakkoluuloja seuraamalla matojen liikkumista levyn läpi kameroilla ja koodaamalla niiden sijainnit tietokoneella. Kuva Journal of Experimental Biology / Shormatin ja Levinin kautta
Tutkijoiden tietokonepohjainen järjestelmä käsitteli Dugesia japonica -lajin matoja kahdessa 72 ryhmässä. Yksi ryhmä ehdollistettiin asumaan karkeapohjaisessa Petri-maljassa ja toinen sileäpohjaisessa kymmenen päivän ajan. Molemmat ruokia varustettiin runsaalla matoeläinruoalla (pienet naudanmaksanpalat), joten jokainen ryhmä ehdollistettiin oppimaan, että niiden erityinen pinta tarkoitti "ruoka on lähellä".
Seuraavaksi kukin ryhmä laitettiin erikseen karkeapohjaiselle Petri-maljalle, jonka ruoka oli vain yhdessä kvadrantissa, yhdessä kirkkaan sinisen LEDin kanssa. Flatworms yleensä välttää valoa, joten ajan viettäminen siinä kvadrantissa tarkoitti, että heidän odotus lähistöllä olevasta ruoasta torjui vastenmielisyytensä valolle.
Niiden ilmastoinnin seurauksena matoissa, jotka olivat asuneet karkeissa astioissa, oli paljon nopeampi parventaa valaistuun kvadranttiin. Tutkijoilla oli automaattisen järjestelmän videokameroilla seurata, kuinka kauan matojen vietiin kolme suoraa minuuttia valon alla, ja karkeissa astioissa kasvatetut kuluivat tämän numeron kuluttamiseen keskimäärin kuusi minuuttia, verrattuna noin seitsemään ja puoli minuuttia toiselle ryhmälle. Tämä ero osoitti, että entinen ryhmä oli ilmastoitu yhdistämään karkeat pinnat ruokaan, ja tutkinut näitä pintoja helpommin.
Myöhemmin kaikki madot raivattiin kokonaan (kaikki aivot poistettiin) ja jätettiin yksin uudistamaan päänsä seuraavien kahden viikon aikana. Kun heidät laitettiin takaisin kammioon karkealla pinnalla, ryhmä, joka oli aiemmin asunut karkeissa astioissa - toisin sanoen heidän aiemmat päänsä olivat asuneet karkeissa astioissa - olivat edelleen halukkaita menemään karkean astian valaistuun neljännekseen. ja viettää pitkän ajan siellä yli minuutin nopeammin kuin toinen ryhmä.
Uskomatonta näyttää siltä, että jotkut viipyvät muistot karkean pinnan muokkaamisesta näyttävät eläneen näiden matojen ruuduissa, jopa sen jälkeen kun heidän päänsä oli leikattu pois. Biologinen selitys tälle on epäselvä, kuten The Verge -blogi toteaa. Aikaisemmat tutkimukset vahvistivat, että matojen käyttäytymistä hallitsevat heidän aivonsa, mutta on mahdollista, että jotkut heidän muistoistaan ovat voineet tallentaa kehossaan tai että heidän alkupeilleen annettu koulutus muutti jotenkin heidän hermostonsa muita osia, jotka sitten muutti miten heidän uudet aivonsa kasvoivat.
Siellä on myös toinen selitys. Tutkijat spekuloivat, että epigenetiikalla - organismin DNA-rakenteen muutoksilla, jotka muuttavat geenien ilmentymistä - voisi olla merkitystä, ehkä koodaamalla pysyvästi muistia (”karkea lattia = ruoka”) matojen DNA: ssa.
Tällöin tämä outo kokeilu tuotti vielä yhden yllättävän tuloksen. Ei välttämättä ole sellaista asiaa kuin ”muisti RNA” sinänsä, mutta spekuloiden geneettisen materiaalin roolista näiden matojen muistojen säilyttämisessä, McConnell on saattanut olla oikealla tiellä.
