Přeceňovaný mozek. Předávat si zkušenosti umí organismy i bez něj

- Příroda autor: Jan Toman

Učení a předávání zkušeností obvykle považujeme za bytostně lidský znak, i když do jisté míry ovládají tyto vymoženosti rozvinuté nervové soustavy také někteří další živočichové. Jednodušší živočišné formy, rostliny a ostatní mnohobuněčné organismy je potom využívají alespoň v náznaku – u rostlin se například nedávno podařilo prokázat přítomnost podmíněných reflexů. Že by se ale dokázali učit, a své zkušenosti předávat, také prvoci? 

Vápenatka mnohohlavá (Physarum polycephalum)

Vápenatka mnohohlavá (Physarum polycephalum),zdroj: Flicker.com/Aaron Muderick

To bylo donedávna považováno za čiré sci-fi. Jak ale prokázala dvojice francouzských výzkumníků, přinejmenším někteří zástupci našich jednobuněčných příbuzných oplývají nečekaně složitými schopnostmi tradičně přisuzovanými jen organismům s mozkem.

Skupinou, na kterou se francouzští experti při svém výzkumu zaměřili, byly hlenky. Těchto na první pohled nevábných organismů si můžeme nejčastěji všimnout jakožto barevných slizovitých povlaků ve vlhkém a živinami nasyceném prostředí.

První pohled ale v tomto případě klame – jde o jedny z nejvíce fascinujících životních forem na Zemi. Hlenky jsou tak podivné, že byly v minulosti některými výzkumníky dokonce považovány za návštěvníky z kosmu.

Posuďte sami: Ve svém životním cyklu střídají hned několik forem, od malých a pohyblivých bičíkovců po obrovská slimákovitá či amébovitá konsorcia, která často vznikají splynutím drobných zástupců. Tato "těla" se chovají jako samostatní jedinci, řeší problémy a vyhledávají ideální místo k vypuštění spor. Kromě toho hlenky nezřídka vytvářejí odolná stadia umožňující přežít nepříznivé podmínky.

Prvok, který se umí učit. Dokáže ale znalosti i předávat?

Dnes víme, že hlenkovité organismy spadají hned do několika skupin pozemských prvoků, ponejvíce však mezi Amoebozoa – do sesterské linie živočichů a hub. Fakt, že se hlenky vyvinuly na Zemi, jim však na zajímavosti neubírá.

Například jen vápenatka mnohohlavá (Physarum polycephalum), jejímuž výzkumu bylo věnováno značné úsilí, dokáže v amébovité mnohojaderné formě projít bludištěm, pomalu se vyhnout polapení či předvídat opakující se události.

Nejde přitom o žádného drobečka. Její mnohojaderné buňky mohou pokrývat až stovky centimetrů čtverečních a jedinec se pohybuje rychlostí až čtyř centimetrů za hodinu! Nedávno se navíc podařilo prokázat, že vápenatka ovládá i základy učení. Mohou si ale vápenatky své poznatky předávat? Tuto otázku se pokusili vyřešit dva francouzští výzkumníci.

Améby si těžko můžou něco povědět. Způsob, jakým by si teoreticky mohly předávat zkušenosti, je splývání buněk. Tento proces je v přírodě relativně častý, setkáme se s ním u rostlin, živočichů, hub i prvoků. Vyskytuje se koneckonců i v našich tělech, ať už se zaměříme na splývání pohlavních buněk, regeneraci, vývoj některých orgánů nebo bílé krvinky. Také vápenatky mezi sebou splývají, a to v případě, že se mezi sebou setkají dva blízce příbuzní jedinci.

Fascinující odhalení

Vědci nejprve na Petriho miskách vypěstovali několik set hlenek. V průběhu následujícího experimentu umožnili vápenatkám přístup k bohatému zdroji potravy, který se nacházel na druhé misce, přičemž obě prostředí spojoval robustní most. Není žádným překvapením, že se hlenky hned daly do průzkumu, a když objevily bohaté "loviště", přesunuly se na druhou misku celé.

Daleko zajímavější je chování hlenek v případě, že výzkumníci na most přidali nechutnou látku vápenatky odpuzující – v tomto případě solný roztok. Slaný most hlenky prozkoumávaly s daleko menší ochotou a trvalo jim tak delší dobu, než zdroj potravy odhalily.

Pokud na nich ale badatelé prováděli experiment den za dnem znovu a znovu, odhalili cosi fascinujícího. Hlenky se naučily, že za solí naleznou potravu, a zasolený most nakonec překračovaly takřka stejnou rychlostí, jako nezasolený. Jinými slovy, nepříjemný podnět se naučily ignorovat, podobně jako my třeba nepříjemný zápach.

To je základem nejjednoduššího druhu učení – habitauce. Po dvou dnech "odpočinku" na nezasolených mostech hlenky na všechno zapomněly, podobně, jako když my odejdeme ze zapáchající místnosti, na kterou jsme již uvykli, a po chvíli se do ní vrátíme.

Nepříliš rychlí studenti

První část experimentu nicméně jen potvrdila dřívější poznatky. Druhá, hlavní, část spočívala v přenosu zkušenosti se zasoleným mostem. Vědci nechali splynout habituované vápenatky s naivními příbuznými, které do styku se slaným mostem nikdy nepřišly.

Složené hlenky následně výzkumníci vypustili do arény se slaným mostem a sledovali jejich reakce. Ti jedinci, u jejichž vzniku stála alespoň jedna poučená hlenka, překonávali slaný most daleko rychleji, než jedinci složení jen z naivních vápenatek.

Čím více habituovaných hlenek složený jedinec obsahoval, tím byl efekt silnější. Nikoli však proporcionálně – velmi silně se projevila už přítomnost pouhé jedné habituované hlenky. Prokazatelně se tak jednalo o přenos zkušenosti, nikoli pouhý následek splynutí habituovaných a nehabituovaných částí.

Na slaný most ostatně nejčastěji vyrazila panožka z části původně nehabituované. Jako zásadní se ovšem ukázala délka kontaktu mezi splývajícími jedinci. Hodina byla na přenos zkušenosti moc krátká, efekt se plně projevil až po třech hodinách. Hlenky tak nejsou nejrychlejšími studenty. Vzhledem k tomu, že nemají žádný mozek, se ovšem jedná o neuvěřitelný výkon.

Přítomnost mozku, jak se zdá, bývá přeceňována. Ne že by nebyl k ničemu. Přinejmenším základní "myšlenkové" úkony ale zvládnou i jednobuněčné organismy, které ani neobsahují nervovou tkáň. Netřeba dodávat, že podobné schopnosti mohou hlenkám v jejich prostředí poskytovat značnou výhodu. Řada otázek nicméně zůstává nezodpovězená – jak je například zkušenost zakódována a jak se předává? Hlenky tak ještě rozhodně neřekly své poslední slovo.

Zdroj: Vogel D & Dussutour A (2016): Direct transfer of learned behaviour via cell fusion in non-neural organisms. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 283.

Tagy: zvířata a příroda

Zdroje: Vlastní