Kandungan Terkait
- Tweaking Caj Elektrik Kecil Di Dalam Sel Boleh Melawan Jangkitan
Eksperimen aneh menunjukkan bahawa flatworms dapat mengekalkan tingkah laku yang terlatih walaupun mereka dipenggal. Foto oleh pengguna Flickr gailhampshire
Sudah lama diketahui bahawa banyak spesies cacing mempunyai keupayaan yang luar biasa untuk menumbuhkan badan dan bahkan organ khusus ketika mereka telah dipotong. Tetapi penyelidikan baru oleh sepasang saintis dari Tufts University telah mendedahkan bahawa planet-planet-makhluk kecil, yang sering disebut flatworms, yang boleh hidup di dalam air atau di darat-mampu menegakkan sesuatu yang lebih menakjubkan.
Para penyelidik, Tal Shomrat dan Michael Levin, dilatih flatworms untuk melintasi permukaan yang kasar untuk mengakses makanan, kemudian mengeluarkan kepala mereka. Dua minggu kemudian, selepas kepalanya tumbuh kembali, cacing-cacing entah bagaimana menaikkan kecenderungan mereka untuk melintasi medan kasar, sebagaimana penyelidik baru-baru ini mendokumentasikan dalam Journal of Biology Experimental .
Selepas dua minggu, kepala cacing tumbuh kembali, bersama dengan latihan yang mereka terima sebelum pemusnahan. Imej melalui Jurnal Biologi Eksperimental / Shormat dan Levin
Kepentingan kenangan flatworm bermula pada tahun 1950-an, apabila satu siri percubaan aneh oleh pakar biologi Michigan, James McConnell menunjukkan bahawa cacing boleh mendapat keupayaan untuk menavigasi labirin dengan diberi makan sisa ulat lain yang telah dilatih untuk berjalan melalui maze yang sama. McConnell menjangkakan bahawa sejenis bahan genetik yang dipanggil "memori RNA" bertanggungjawab terhadap fenomena ini, dan boleh dipindahkan antara organisma.
Penyelidikan seterusnya ke dalam RNA memori planarian mengeksploitasi fakta bahawa cacing boleh dengan mudah membiakkan kepala selepas pemenggalan kepala. Dalam beberapa kajian, kepala cacing dipotong dan kemudian diperbaharui ketika mereka berenang dalam penyelesaian RNA; Di lain-lain, seperti yang ditunjukkan oleh medan Field of Science, cacing yang telah dilatih untuk menavigasi maze diuji setelah mereka dipenggal dan kepala mereka tumbuh kembali.
Malangnya, hasil penemuan McConnell sebahagian besarnya adalah peniaga-peniaga yang menonjolkan kaedah penyelidikan yang ceroboh, dan ada juga yang menuduh planarians tidak mempunyai kapasiti untuk ingatan jangka panjang dan penyelidikan di kawasan ini tidak aktif. Baru-baru ini, Shomrat dan Levin telah membangunkan sistem automatik untuk melatih dan menguji cacing, yang membolehkan langkah-langkah yang standard dan ketat bagaimana organisma memperoleh dan mengekalkan kenangan dari masa ke masa. Dan walaupun memori RNA masih dipercayai menjadi mitos, penyelidikan baru-baru ini telah mengesahkan bahawa kenangan cacing ini berfungsi dengan cara yang luar biasa.
Sistem automasi penyelidik menghapuskan bias yang wujud dalam pemerhati manusia dengan menjejaki pergerakan cacing di seluruh plat oleh kamera dan mengekodkan lokasi mereka melalui komputer. Imej melalui Jurnal Biologi Eksperimental / Shormat dan Levin
Sistem pengkomputeran penyelidik menangani cacing, dari spesies Dugesia japonica, dalam dua kumpulan masing-masing 72. Satu kumpulan dikondisikan untuk hidup dalam hidangan petri yang kasar, dengan yang lainnya dalam satu hal yang halus, selama sepuluh hari. Kedua-dua hidangan itu dipenuhi dengan makanan cacing yang mencukupi (kepingan kecil daging lembu), jadi setiap kumpulan dikondensikan untuk mengetahui bahawa permukaan tertentu mereka bermaksud "makanan di dekatnya."
Seterusnya, setiap kumpulan secara berasingan dimasukkan ke dalam hidangan petri kasar dengan makanan yang terletak hanya dalam satu kuadran, bersama dengan LED biru terang. Flatworms biasanya mengelakkan cahaya, jadi menghabiskan masa dalam kuadran itu bermaksud bahawa harapan mereka terhadap makanan di dekatnya melambangkan keengganan mereka kepada cahaya.
Sebagai hasil dari pengkondisian mereka, cacing yang telah hidup di dalam bekas kasar lebih pantas untuk dikumpulkan kepada kuadran yang menyala. Penyelidik mempunyai kamera video sistem automatik mengesan berapa lama cacing menghabiskan tiga minit terus di bawah lampu, dan mereka yang dibesarkan dalam hidangan kasar mengambil purata enam minit untuk lulus nombor ini, berbanding kira-kira tujuh setengah minit untuk kumpulan lain. Perbezaan ini menunjukkan bahawa bekas kumpulan telah dikondisikan untuk mengaitkan permukaan kasar dengan makanan, dan meneroka permukaan ini lebih mudah.
Selepas itu, semua cacing telah dipenggal sepenuhnya (setiap bit otak dikeluarkan) dan ditinggalkan semata-mata untuk memulihkan kepala mereka selama dua minggu akan datang. Apabila mereka dibuang ke dalam ruang dengan permukaan yang kasar, kumpulan yang sebelum ini hidup dalam hidangan kasar - iaitu kepala mereka yang terdahulu telah tinggal di dalam pinggan yang kasar - masih bersedia untuk menceburkan diri ke dalam kuadran pancang yang kasar dan menghabiskan masa yang panjang di sana lebih dari satu minit lebih cepat daripada kumpulan lain.
Luar biasa seperti yang dijangkakan, beberapa kenangan yang berlarutan dari pengkondisian permukaan kasar kelihatannya telah hidup di dalam badan-badan cacing ini, walaupun setelah kepala mereka dipotong. Penjelasan biologi untuk ini tidak jelas, seperti yang dinyatakan oleh The Verge blog. Penyelidikan sebelum ini mengesahkan bahawa kelakuan cacing dikawal oleh otak mereka, tetapi ada kemungkinan bahawa beberapa kenangan mereka mungkin telah disimpan di dalam badan mereka, atau latihan yang diberikan kepada kepala awal mereka entah bagaimana mengubah bahagian lain sistem saraf mereka, yang kemudiannya mengubah cara otak baru mereka berkembang.
Terdapat juga penjelasan yang lain. Para penyelidik berspekulasi bahawa epigenetik-perubahan kepada struktur DNA organisma yang mengubah ungkapan gen-boleh memainkan peranan, mungkin mengodkan ingatan ("lantai kasar = makanan") secara kekal dalam DNA cacing.
Dalam hal ini, eksperimen aneh ini akan memberikan hasil yang mengejutkan lagi. Tidak mungkin perkara seperti "RNA memori" seakan, tetapi dalam berspekulasi tentang peranan bahan genetik dalam pengekalan kenangan cacing ini, McConnell mungkin berada di landasan yang betul selepas semua.
