Een ezel stoot zich geen twee keer aan dezelfde steen. Dat lijkt ook te gelden voor kwallen. Ze kunnen namelijk onthouden waar zich onderwater obstakels bevinden.

Om te kunnen leren, is een brein nodig, toch? Nou nee, misschien niet, want onderzoekers van Kiel University en de University of Copenhagen stellen vast dat de tropische dooskwal Tripedalia cystophora kan leren om de wanden van een aquarium te vermijden. Dat schrijven ze in het tijdschrift Current Biology.

Lees ook:

• Wat gebeurt er als een Portugees oorlogsschip je steekt?
• Picture Perfect: onveilig ontbijtje
• Bloedrode kwal poept glitter

Associatief leren

T. cystophora – nauwelijks groter dan een vingernagel – leeft in de mangrovebossen rondom de Caribische Zee. Daar moet hij regelmatig oppassen voor onderwatertakken in zijn jacht op voedsel (voornamelijk vissenlarven en kreeftachtigen). De kwal bezit dan ook een complex visueel systeem met maar liefst 24 ogen.

Maar kunnen ze ook associatief leren; het leren op basis van ervaringen? Dus: als ze botsen met een obstakel, onthouden ze dat dan voor een volgende keer? Dat wilde het onderzoeksteam, onder leiding van Anders Garm, graag uitvogelen.

Grijze en witte strepen

De glazen wanden van een groot rond aquarium werden uitgedost met grijze en witte strepen, die mangrovetakken onderwater moesten voorstellen. Vervolgens observeerden de onderzoekers de kwallen voor 7,5 minuut.

In eerste instantie botsten de dieren om de haverklap tegen de wanden op. Maar richting het einde van het experiment begon daar verandering in te komen. Ze halveerden het aantal contactmomenten met de wanden. Ook zwommen ze er gemiddeld gezien verder vanaf. En ten slotte verviervoudigde het aantal succesvolle omkeringen om botsingen te voorkomen.

Visuele centra

Kortom: het experiment suggereert dat de kwallen dankzij de visuele prikkels (het zien van de op zich af komende strepen) én de mechanische prikkels (de daadwerkelijke botsingen) in staat zijn om te onthouden waar de strepen zich bevinden. Zodat ze die kunnen ontwijken.

Maar hoe precies is T. cystophora in staat tot associatief leren? Die eerdergenoemde 24 ogen bevinden zich in structuren genaamd rhopalia. Elk zo’n visueel centrum bevat zes ogen en genereert daarnaast een soort pacemakersignalen die de kwal zijn pulserende zwembeweging geeft. Wanneer een object opdoemt, nemen die signalen en zwembewegingen toe, om zo te kunnen ontwijken of om te keren.

Leren door training

Garm en collega’s isoleerden de rhopalia van een aantal kwallen voor een tweede experiment. Ze lieten diezelfde naderende grijze strepen zien. De structuren reageerden niet, want de strepen werden geïnterpreteerd als ver weg.

Daarna volgde de training. Het team stimuleerde de rhopalia met zwakke elektrische schokjes zodra de grijze strepen erg dichtbij waren. Die schokjes bootsten een botsing na. Daarna volgde de proef op de som. De rhopalia kregen weer de naderende grijze strepen te zien. Dit keer namen de pacemakersignalen snel toe zodra de grijze strepen dichtbij waren. Klaar om een botsing te vermijden.

Volgens Garm en zijn team is dit verder bewijs dat de kwallensoort T. cystophora inderdaad in staat is tot associatief leren. En dat de visuele centra daarvoor de sleutels zijn. Daar is dus geen brein voor nodig. Maar hoe die herinneringen aan de objecten precies ontstaan en worden bewaard, is nog onduidelijk. Net als de manier waarop de mechanische sensor (die botsingen voelt) werkt. Dat is voer voor toekomstig onderzoek.

Bronnen: Current Biology, Cell Press via EurekAlert!

Beeld: Jan Bielecki

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!