Уже более века ученые знают, что одноклеточные организмы без нервных клеток и мозга могут вести себя так, будто учатся. Но как именно это происходит, оставалось загадкой.
Теперь исследователи из Калифорнийского университета в Сан‑Франциско выяснили механизм обучения у Stentor coeruleus — одноклеточного обитателя прудов. Этот организм достаточно крупный, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом; он имеет форму трубы. Результаты, опубликованные в журнале Current Biology, показали, что Stentor учится с помощью молекулярного механизма, похожего на тот, что работает в нейронах человеческого мозга, — а значит, обучение может быть фундаментальной особенностью жизни.
При внешних воздействиях Stentor сокращается, но после нескольких толчков перестает реагировать — такая адаптация называется привыканием. Для изучения этого процесса ученые применили современные нейробиологические методы.
Исследователи создали устройство, которое сотрясало Stentor в чашках Петри раз в минуту. Со временем организмы стали нечувствительны к толчкам и перестали втягивать хвосты.
Сначала ученые предположили, что Stentor учатся так же, как нейроны животных, — за счет производства новых белков. Но когда способность производить их нарушили препаратами, организмы адаптировались еще быстрее. Выяснилось, что они используют другой механизм — модификацию уже имеющихся белков.
При воздействии на Stentor кальций поступает в клетки и запускает особый фермент, который добавляет химические метки к определенным белкам. С каждым толчком организмы все меньше реагируют на стимул — метки меняют способ восприятия воздействий. Более того, Stentor передают эти «знания» дочерним клеткам при делении.
Возможно, механизм связан с механорецепторами, реагирующими на прикосновение. Похожее происходит в нейронах животных. Это намекает, что основы обучения могли возникнуть задолго до появления мозга. По словам ученых, клетки человеческого мозга, вероятно, заимствовали этот механизм у более ранних клеток, способных к обучению.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в камне возрастом 445 млн лет обнаружили новый вид микроорганизма.
