Gopler har hukommelse og lærer hurtigt af deres fejl

Gopler ved navn havhveps er på størrelse med en fingernegl og bruger deres hukommelse til at undvige farer. Allerede efter tre til fem forsøg lærer goplen at svømme sikkert uden om forhindringer.

Det konkluderer forskere i et nyt dansk-tysk studie, der er udgivet i tidsskriftet Current Biology.

»Det mest overraskende er, hvor hurtigt de lærer. Det er nogenlunde det samme som for bananfluer eller krabber,« siger Anders Garm, som er en af neuro- og marinbiologerne bag studiet.

En bananflue har et nervesystem med over 200.000 nerveceller. En menneskehjerne har cirka 100 milliarder nerveceller. Havhvepsen har kun 1.000.

Studiet rokker derfor ved antagelsen om, at jo mere komplekst et dyrs nervesystem er, jo mere komplekse indlæringsmuligheder har det, mener Anders Garm, der er lektor i neuro- og marinbiologi på Københavns Universitet.

»Her er vi nede på kun at have 1.000 nerver, og de nerver er i stand til at lave avanceret indlæring,« siger Anders Garm.

Coen P. H. Elemans, der er professor ved Institut for Biologi på Syddansk Universitet, er enig i, at den antagelse udfordres i studiet.

»I den del af neurobiologien, hvor vi har at gøre med dyr, er vi nok ikke så overraskede over, at simple nervesystemer skulle kunne det her. Men nu har de vist, at det faktisk er sådan,« siger Coen P. H. Elemans.

Mangrovesumpen ændrer sig dagligt

Havhvepsen lever i mangrovesumpen ved Caribien. Gopler som havhvepsen er den første art i evolutionshistorien, der udviklede et nervesystem. Nervesystemet er utrolig simpelt med sine kun 1.000 celler, men havhvepsen skal håndtere hele 24 øjne.

Forskerne ville derfor undersøge, hvordan en simple havhveps kan administrere de mange indtryk og overleve i et udfordrende miljø.

Havhvepsens krop bliver ødelagt, hvis den rammer mangroverødderne. Den skal kunne se, huske og lære, hvis den vil overleve, for havmiljøet ser ikke ens ud hver dag.

»Når de vågner om morgenen, skal de lære, hvordan tilstanden i vandet er i dag,« siger Anders Garm.

Havhvepsen kigger med sine øjne efter intensitetskontraster i vandet. På den måde kan de vurdere, hvor langt de er fra farlige rødder og justere synet efter, hvor grumset vandet er på dagen.

Anders Garm og hans kollega lavede et havmiljø i en stor spand, som ligner havhvepsens naturlige miljø. De malede mangroverødder på siden af spanden i forskellige kontraster.

Hvis kontrasten på rødderne var svag, ramte goplen siden på spanden, fordi rødderne virkede til at være længere væk, end de egentlig var.

Efter kun tre til fem forsøg forstod goplen, at dens syn bedragede den, så den ændrede sin adfærd for ikke at ramme rødderne, der var tegnet på spanden.

Det er avanceret indlæring at kombinere følesans og syn til at ændre adfærd, påpeger Anders Garm. Og at den kun skal bruge nogle forsøg for at lære det, er ifølge ham ret vildt.

Ikke overraskende, men imponerende

Ifølge Anders Garm viser studiet, at simple nervesystemer ikke skal undervurderes. Det er ikke kun størrelsen på det neurale netværk, der har betydning for indlæring.

»Selvom de har et meget simpelt nervesystem at gøre godt med, kan der ske meget avancerede ting i det. Førhen ville man tro, at der skulle være en central hjerne, før sådan noget her var muligt, og det har goplen ikke,« siger Anders Garm.

Men måske er det slet ikke så overraskende, at goplerne formår at være så avancerede og undvige rødderne. Det mener Peter Funch, der er lektor ved Institut for Biologi - Genetik, økologi og evolution på Aarhus Universitet.

Evolutionært skal det hænge sådan sammen, mener han. Goplerne lever i et miljø, hvor de skal kunne navigere rundt uden at ramme rødderne, ellers dør de.

»Jeg synes egentlig, at det giver rigtig god mening. Når den her type organismer findes i dag og lever blandt mangroverødder, er det jo ret vigtigt, at de kan det her. Derfor er det nok ikke så overraskende,« siger Peter Funch.

Til gengæld er Peter Funch imponeret over studiet. Han mener særligt, at deres forsøg er veludført. Forskerne har både vist, at goplerne faktisk lærer af deres fejl. De kan også rimelig præcist sige, hvad der sker i nervesystemet, når de gør det.

Coen P. H. Elemans mener, at studiet giver ny og tiltrængt viden om nervesystemet. Det er ifølge ham vigtigt at have viden om de simple neurale systemer for at forstå de mere komplekse.

»Når vi kigger på pattedyr, er det utrolig svært at finde ud af, hvad et neuralt netværk gør. I meget simple dyr er det meget lettere at forstå, hvad der sker på celleniveau,« siger Coen P. H. Elemans.

Mere forskning i nervesystemer

Peter Funch forestiller sig, at resultaterne vil inspirere til yderligere forskning i simple nervesystemer.

Selv mener han, at forskning i andre dyr, der minder om havhvepsen, vil være særlig interessant for at finde ud af, hvorfor simple nervesystemer kan de her ting.

»Man kan så begynde at undersøge andre polypdyr eller ribbegopler og havsvampe, som også har simple nervesystemer. Hvis man kan finde det samme ved dem, så kan man nok sige, at det har udviklet sig fra en tidlig fælles forfader,« siger Peter Funch.

Anders Garm og forskerne bag studiet er inde på det samme. Det er ifølge Anders Garm helt oplagt at undersøge, om vores evolutionære forfædre, polypdyrene, faktisk udviklede den avancerede læring sammen med nervesystemet.

»Fordi deres nervesystem kan gøre det her, så er den mest oplagte fortolkning, at vores fælles stamfar, som udviklede nervesystemet, også udviklede avanceret læring, og at det helt basalt hører med til at have et nervesystem,« siger Anders Garm.

Kan inspirere forskning i demens og undervandsrobotter

Udover mere forskning peger han og resten af forskerne bag studiet i flere retninger, når de skal se på, hvad forskningen ellers kan bruges til.

Det kan hjælpe med at blive klogere på hukommelsen generelt og bruges i demensforskning.

Anders Garm mener også, at det kan bruges til at udvikle autonome systemer til for eksempel undervandsrobotter. Så kan de for eksempel selv dykke rundt og undersøge havmiljøer og økosystemer.