Meðal rótarflækjanna í leiruviðarmýri (saltvatnstré) í Karíbahafinu syndir marglytta um í leit að bráð. Hún hefur engan heila og lítur við fyrstu sýn bara út eins og hlaupmoli. En þetta frumstæða dýr nær samt að hreyfa sig af öryggi á milli rótanna. Í hvert sinn sem það er við það að rekast á rót breytir það um stefnu og forðast áreksturinn.
Hingað til hafa vísindamenn útskýrt þessar markvissu hreyfingar með einföldu sjónskyni en nú leiðir tímamótatilraun í ljós að hreyfingar glyttunnar stjórnast af ákveðnum vitsmunum sem þær ættu ekki að búa yfir án heila.
Hveljur syntu fyrstar
Glyttur – þ.e. Brennihvelja, Bláglytta og ættingjar þeirra – tilheyra fornri fjölskyldu sjávarhryggleysingja sem kallast hveljur. Þær komu fram fyrir meira en 550 milljónum ára og voru meðal fyrstu dýranna á jörðinni sem syntu.
Lífsferill glytta nútímans sýnir að þær standa sem eins konar þróunartengiliður milli frumstæðra kyrrsetudýra í sjónum og þróaðri tegunda sem geta synt um.
Glytta hrygnir eggjum með lirfum
Fullorðin kvendýr hrygna eggjum sem eftir frjóvgun þróast í lirfur. Þegar lirfurnar lenda á föstu undirlagi festa þær sig við það.
Lirfur breytast í sepa
Lirfurnar þróast í fasta, plöntulíka sepa og í gegn um ákveðið ferli losna frá þeim litlar glyttur.
Fullorðnar glyttur búa til nýjar lirfur
Þegar glytturnar verða kynþroska losa karldýrin sæði sem frjóvgar egg kvendýranna og hringrásin byrjar aftur.
Glyttur lifa áfram eftir dauðann
Glyttur deyja venjulega eftir pörun en tegundin T. dohrnii getur farið aftur á sepastig og þannig lifað endalaust.
Sumar glyttur lifa að eilífu
Á ævi sinni fara glyttur í gegnum mörg mjög mismunandi stig og sumar glyttur geta jafnvel leikið á dauðann og haldið lífsferlinu áfram að eilífu.
Glyttur fara nefnilega í gegn um bæði þessi stig á lífsleiðinni – fyrst sem frísyndandi lirfur, síðan sem separ fastir við t.d. steina og loks sem hinar þekktu syndandi marglyttur.
Fullvaxnar glyttur synda með hjálp vöðva sem draga bjöllulaga líkamann saman þannig að þær ýtast áfram. Þær hafa engan heila en eru búnar einföldu taugakerfi sem stjórnar hreyfingum vöðvanna.
Taugakerfið er einnig tengt svokölluðum rhopalies-skynfærum sem virka eins og frumstæð augu og geta skynjað ljós og skugga.
Hingað til hafa vísindamenn litið svo á að taugakerfið sé frumstætt kerfi sem einfaldlega tengdi saman skynjun og hreyfingu – en ný rannsókn hefur leitt í ljós að glyttur eru mun þróaðri en það.
Sjógeitungar læra af mistökum sínum
Árið 2023 gerði hópur danskra og þýskra vísindamanna tilraun með glyttuna Tripedalia cystophora – sem einnig er kallaður sjógeitungur eða boxglytta. Líkami hennar er aðeins einn sentimetri í þvermál og hún lifir í leiruviðarvotlendi í Karabíska hafinu þar sem hún veiðir lítil krabbadýr með eitruðum fálmurum sínum.
Sjógeitungurinn er búinn fjórum skynfærum (sem kallast rhopalium) sem gera honum kleift að greina útlínur hinna fjölmörgu róta sem vaxa þvers og kruss í gruggugu vatninu og hann hefur einstaka hæfileika til að stýra sér í kringum þær hindranir.
Vísindamaðurinn Jan Bielecki sem stendur að baki nýju rannsókninni á vitsmunalegum hæfileikum glytta, nálgast lítinn sjógeitung í karabískri leiruviðarmýri.
Í tilrauninni settu rannsakendur sjógeitungana í fiskabúr með hvítum veggjum sem ýmist svartar eða gráar rendur voru málaðar á. Rendurnar áttu að líkja eftir rótunum í leiruviðarmýrinni í mismunandi fjarlægð – svartar fyrir nálægar rætur og gráar fyrir fjarlægar. Dýrið metur nefnilega fjarlægðir út frá andstæðunni milli hindrunar og vatnsins í kring.
Eins og við var að búast rákust glytturnar oft á veggi með gráum röndum vegna þess að þeir voru metnir sem rætur í fjarska. En eftir um það bil þrjá til fimm árekstra aðlagaði sjógeitungurinn hegðun sína og fór að forðast gráröndóttu veggina.
Sjórinn er sneisafullur af marglyttum í öllum stærðum og litum. Margar þeirra eru alveg skaðlausar en einstaka dýr í hópi þessara einföldu, hlaupkenndu dýra fela í sér einhver þau sterkustu eiturefni sem fyrirfinnast í náttúrunni.
Undir lok tilraunarinnar höfðu glytturnar aukið meðalfjarlægð sína
frá vegg um 50 prósent og fjórfaldað fjölda vel heppnaðra stefnubreytinga.
Með öðrum orðum, þær höfðu komist að því að lítil birtuskil þýddu nú nálægan hlut og þær gátu munað þessar upplýsingar svo að þær gætu forðast hindrunina í framtíðinni. Tíminn sem það tók þær að læra þetta var á pari við lærdómshraða mun þróaðri dýra eins og t.d. músa.
Augun geyma minningar
Næsta skref var að komast að því hvernig einföld glytta án heila getur haft svona vel þróaða vitsmunalega hæfileika. Rannsakendur settu einangruð rhopalium úr dýrinu fyrir framan skjá sem sýndi gráar rendur á hreyfingu og skoðuðu um leið virkni í taugum lífverunnar.
Hreyfing randanna kom ekki strax af stað mikilli virkni en þegar rannsakendur beittu dýrið vægum raflostum í takt við hreyfingu randanna fór eitthvað að gerast.
Rafstuðin áttu að líkja eftir líkamlegum árekstrum við veggi fiskabúrsins og eftir nokkurt skipti fór rhopaliumið að bregðast kröftuglega við gráu röndunum. Þegar grá rönd nálgaðist dýrið sendi það strax taugaboð í gegnum taugarnar sem venjulega væru tengdar vöðvum dýrsins.
Lífveran hafði sem sagt endurforritað taugarnar til að bregðast kröftuglega við gráum röndum og breyta stefnu sinni.
Frumstæð augu skynja umheiminn
Glyttur hafa skynfæri á hlið líkamans sem kallast rhopalia. Þessi líffæri innihalda nokkrar gerðir af frumstæðum augum sem geta greint á milli ljóss og skugga og þannig gert dýrinu kleift að sjá útlínur umhverfisins.
Taugar tengja saman skynjun
Sjónrænar upplýsingar eru ekki sendar til miðheila, heldur er unnið úr þeim í taugum rhopalia. Þegar ákveðin sjónhrif falla ítrekað saman við líkamlegan árekstur, tengja taugarnar upplýsingarnar þannig að dýrið lærir að tengja þau saman.
Minni fær glyttur til að bregðast við
Tengingin er geymd í rhopalia þannig að minning myndast. Næst þegar rhopalia skráir svipuð sjónræn áhrif, mun það því reyna að forðast árekstra með því að senda merki til tauganna sem stjórna hreyfingum líkamans.
Augu glyttu virka eins og heilar
Þau geta greint á milli ljóss og skugga – en frumstæð augu glyttunnar geta líka lært og munað.
Niðurstaðan er sú að rhopalium glyttunnar virkar eins og litlir heilar sem geta lært og munað. Næsta áætlun vísindamannanna er að þysja beint inn á taugarnar í skynfærinu til að reyna að skilja þá lífefnafræðilegu ferla sem hjálpa dýrinu að umrita og geyma upplýsingar. Betri innsýn í taugakerfi glyttunnar gæti skipt miklu máli á ýmsum sviðum vísinda.
Glyttur gefa vísindamönnum innblástur
Vísindamennirnir á bak við nýju rannsóknina vona að hin nýja þekking muni fyrst og fremst hjálpa okkur að skilja hvernig fjarlægir forfeður okkar þróuðu einföld boð til þeirra vitsmunalegu hæfileika sem við búum yfir í dag.
Ennþá mikilvægara er þó að þeir trúa því að skilningur á mynni glyttanna geti gert okkur fróðari um hvernig minningar eru varðveittar í okkar eigin heila – og kannski um hvað fer úrskeiðis þegar heilabilun veldur því að við missum minnið.
Skilningur á getu glyttanna gæti einnig leitt til byltinga á allt öðrum vígstöðvum. Nám sem fer fram í gegnum dreifða smáheila í stað eins miðheila getur hjálpað til við að auka aðlögunarhæfni gervigreindar. Reiknirit sem eru innblásin af glyttunum munu þannig geta starfað betur við flóknar og breytilegar aðstæður – í stíl við þá sem sjógeitungurinn glímir við í leiruviðarmýrinni sinni.
Elsta taugakerfi heims gæti þannig endað með því að gjörbylta nýjustu gervitaugakerfum heimsins.
