Organismer uden hjerner kan også lære – så hvad vil det sige at være et tænkende væsen?

Hjernen er et evolutionært vidunder.

Ved at flytte kontrollen over sansning og adfærd til dette vigtige organ, er dyr (heriblandt os) i stand til at tilpasse sig og trives i uforudsigelige miljøer.

Én færdighed frem for alle - læring - har imidlertid vist sig at være afgørende for et godt liv.

Men hvad med alle de organismer, der mangler dette dyrebare organ?

Fra vandmænd og koraller til planter, svampe og encellede organismer (som bakterier) - for alle sammen gælder det, at presset for at leve og formere sig er ligeså intenst som for andre levende væsner, og værdien af læring er den samme.

Nyere forskning om hjerneløse organismer gransker selve erkendelsens dunkle oprindelse og indre virkemekanismer - og så tvinger det os til at genoverveje, hvad det vil sige at lære.

At lære om læring

Læring, som er enhver ændring i adfærd som følge af erfaring, kommer i mange former.

I den ene ende af spektret finder vi ikke-associativ læring.

Alle, der har 'filtreret' baggrundsstøjen fra trafik eller fjernsyn fra, kender til denne type. Ikke-associativ læring involverer, at vi skruer op (sensibilisering) eller skruer ned (tilvænning) for vores respons ved gentagen eksponering.

Lidt længere oppe finder vi associativ læring, hvor visse stimuli (som eksempelvis en lyd) er pålideligt knyttet til en adfærd. På samme måde som min hund ikke kan løbe hurtigt nok, når den hører lyden af en pose chips, som bliver åbnet, lokker duften af nektar bestøverne til sig med løftet om en sød belønning.

Højere oppe i læringshierarkiet finder vi konceptuel, sproglig og musikalsk læring, der kræver kompleks koordination og evnen til at reflektere over egen tænkning.

Denne slags læring kræver også specialiserede strukturer i hjernen og et stort antal forbindelser mellem dem. Så vidt vi ved, er disse typer af læring begrænset til organismer med tilstrækkelig 'beregningskraft' - det vil sige med tilstrækkeligt komplekse hjerner.

Det formodede forhold mellem hjernekompleksiteten og kognitive evner er dog alt andet end ligetil, når det ses på tværs af livets træ.

Det gælder især de grundlæggende former for læring, hvor nyere eksempler sætter vores forståelse af, hvad vi troede var muligt, på prøve.

Hvem har brug for en hjerne?

Vandmænd, ribbegobler og søanemoner, som er blandt de tidligste slægtninge på dyrenes stamtræ, mangler alle en centraliseret hjerne.

Ikke desto mindre er søanemonen Actinia equina i stand til at vænne sig til tilstedeværelsen af nærliggende kloner.

Under normale omstændigheder modsætter den sig voldsomt, hvis andre søanemoner trænger ind på dens territorium, men hvis de ubudne gæster er nøjagtige genetiske kopier af den selv, lærer den at genkende dem gennem gentagne interaktioner og behersker sin sædvanlige aggression.

Et nyligt dansk studie viser, at vandmænd også er ivrige i deres jagt på læring - og på en endnu mere sofistikeret måde.

Selvom de ikke har mere end få tusinde neuroner (nerveceller) samlet omkring deres fire øjne, er de i stand til at forbinde ændringer i lysintensiteten med taktil (berøringsmæssig) feedback og derefter justere deres svømning i overensstemmelse hermed.

Det giver mulighed for mere præcis navigation i deres levesteder, som hovedsagelig er mangrove-sumpe, hvilket forbedrer deres odds som giftige rovdyr.

Ingen neuroner, intet problem

Strækker vi vores instinkter yderligere, er der nu masser af bevis for læring i organismer, der mangler selv de neuronale byggesten i hjernen.

Slimskimmel er encellede organismer, der tilhører protist-gruppen. De ligner svampe en smule, på trods af at de ikke er beslægtede.

For nylig blev de (unøjagtigt) portrætteret i en populær serie som parasitter, der angriber hjernen og 'zombificerer' offeret, men de er også et slående casestudie i, hvad hjerneløse organismer kan opnå.

Elegante eksperimenter har dokumenteret en række kognitive tricks, fra at huske ruterne til føde, til at bruge tidligere erfaringer i forbindelse med fremtidig fouragering og endda lære at ignorere bitter koffein i jagten på ernæringsmæssige belønninger.

Ærteplanter kan lære

Planter tæller også blandt de hjerneløse tænkere.

Den kødædende plante venus-fluefanger er et godt eksempel. Den bruger smarte sensorer til at huske og beregne det levende byttes bevægelser. Det giver planten mulighed for først at lukke deres fælde og begynde fordøjelsen, når de er sikre på et nærende måltid.

Et knapt så grusomt eksempel er den ægte mimose (Mimosa pudica), som krøller sine blade for at beskytte sig mod fysiske forstyrrelser.

Det er dog en energimæssig omkostningsfuld aktivitet, som den derfor skal vænne sig til og lære at ignorere gentagne falske alarmer.

Ærteplanter kan tilsyneladende lære at forbinde en blid brise (som i sig selv er uinteressant) med tilstedeværelsen af livgivende sollys (omend den konklusion er omdiskuteret).

Disse resultater står bag opfordringer til at betragte planter som kognitive og intelligente med en efterfølgende debat, der både trækker på videnskab og filosofi.

Tænk stort!

Læring tilhører altså ikke blot organismer med en hjerne, eller endda anlæg til en hjerne.

Efterhånden som vi finder mere og mere evidens for kognitive evner hos hjerneløse organismer, udfordrer det vores grundlæggende intuition om biologien bag sansning, tænkning og adfærd mere generelt.

Implikationerne rækker også ud over videnskaben til etik, som med de seneste fremskridt i vores forståelse af nociception eller smerteopfattelse.

Føler fisk for eksempel smerte, selvom de ikke har de nødvendige hjernestrukturer som primater? Ja.

Hvad med insekter, hvis hjerne består af et endnu mere enkelt arrangement af færre neuroner? Sandsynligvis.

Og hvis sådanne organismer kan lære og føle - om end på andre måder, end dem vi kender - hvad siger det så om den måde, vi behandler dem i rekreative, forskningsmæssige og kulinariske sammenhænge?

Frem for alt er disse nysgerrige og forskelligartede livsformer et vidnesbyrd om den tilpasningsdygtige evolutions kreative kraft.

De inviterer os til at reflektere over vores ofte antagede plads i toppen af livets træ og minder os om den iboende værdi i at studere, værdsætte og bevare liv, der er fundamentalt forskellige fra vores eget.

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.