Плоским ресничним черв'якам планаріям вдалося чимало здивувати команду біологів з університету Тафтса (University of Tufts). Вчені провели досить жорстокий, але важливий експеримент, в ході якого черв'якам після низки спеціальних "тренувань" відрубали голову. Тваринам треба було всього два тижні для того, щоб заново відростити втрачену частину тіла, а також відновити придбані в ході тренування навички.

Автори дослідження Таль Шомрат (Tal Shomrat) і Майкл Левін (Michael Levin) помістили планарій на кам'яний тренувальний майданчик, в кутку якого лежала порція їжі - винагорода. Цей кут був підсвічений променем світла, що ускладнювало черв'якам завдання, оскільки вони інстинктивно уникають яскравого світла. У планарій відсутні очі, їх зорові органи являють собою фоторецептори, що розрізняють лише яскравість світла. Чим ділянка платформи яскравіша, тим більша вірогідность того, що хробаки будуть її уникати.

Проте, біологи навчили планарій повзти прямо до їжі, ігноруючи світло, щоб отримати винагороду за успішне "тренування". Після того, як хробаки навчилися не боятися променя, їх обезголовили.

Після "страти" планарії за два тижні відновили втрачену голову і пам'ять. Масштабна лінійка - 1 сантиметр (фото Tal Shomrat, Michael Levin, Journal of Experimental Biology).

Захисники тварин можуть не хвилюватися: процес відрощування голови заново зайняв у них всього два тижні. По закінченні цього терміну планарій знову помістили на тренувальний майданчик з підсвіченою їжею. Результат вразив вчених: черв'яки поповзли прямо до винагороди і отримали її значно швидше, ніж у перший день тренувань, і швидше, ніж їх нетреновані побратими (контрольна група).

Це може означати, що разом з головою їм вдалося відновити і спогади про придбані навички. У біологів є кілька версій події. По-перше, існує ймовірність того, що планарії зберігають спогади в якійсь іншій частині тіла, а не в голові. (Це, в принципі, логічно з точки зору природи. Якщо тобі можуть у будь-який момент голову відірвати, чому б не перемістити життєво важливі органи і структури в інші частини тіла?). По-друге, в ході тренувань вся нервова система тварини могла змінитися, і, незважаючи на відрощену голову, вона вже не повернулася б до колишнього стану.

На користь останньої ідеї говорить гіпотеза американського зоопсихолога Джеймса Макконнелла, яку він висунув ще в 1950-х роках. Він вважав, що в клітинах тварин може утримуватися так звана РНК пам'яті. Зазначимо, що МакКоннелл був американським доктором Павловим, тільки умовний рефлекс він виробляв не у собак, а у планарій. У ході своїх знаменитих експериментів зоопсихолог розрізав черв'яків уздовж тіла і, коли ті відновлювалися, утворюючи дві особини, то вони обидві показували в ході тренування однакові результати.

МакКоннелл припустив, що носіями пам'яті в цьому випадку є молекули РНК, існуючі в клітинах всього організму планарій. Гіпотезу сприйняли вкрай скептично, особливо в СРСР. Радянські біологи вирішили відтворити експеримент Макконнелла, щоб спростувати його, але результат був позитивним: планарії дійсно зберегли спогади, після того як їх тіло було розрізано навпіл. Теорія про РНК пам'яті так і не була доведена повноцінно і не отримала офіційного підтвердження. Тому дослідження Шомрата і Левіна є ключовим витком в історії цієї частини біології.

Біологам і раніше було відомо, що планарії мають здатність до надшвидкої регенерації будь-якої частини тіла, але той факт, що вони здатні відновлювати пам'ять ще вимагає наукових пояснень (фото Hhgutierrez49/Wikimedia Commons).

Для підтвердження однієї з їхніх ідей чи пошуку нових потрібно час і інші експерименти, які вчені планують провести в найближчому майбутньому. Це дослідження стосується не тільки біології черв'яків, воно також допоможе зрозуміти механізм зберігання і відновлення пам'яті у більш великих тварин і людей, вважають дослідники.

Про результати експерименту біологи написали статтю, яка нещодавно вийшла у виданні Journal of Experimental Biology.