Обезглавленные черви заново отрастили голову и восстановили воспоминания

Плоским ресничным червям планариям удалось немало удивить команду биологов из университета Тафтса (University of Tufts). Учёные провели довольно жестокий, но важный эксперимент, в ходе которого червям после ряда специальных "тренировок" отрубили голову. Животным потребовалось всего две недели для того, чтобы заново отрастить утраченную часть тела, а также восстановить приобретённые в ходе тренировки навыки.

Авторы исследования Таль Шомрат (Tal Shomrat) и Майкл Левин (Michael Levin) поместили планарий на каменную тренировочную площадку, в углу которой лежала порция еды — вознаграждение. Этот угол был подсвечен лучом света, что усложняло червям задачу, поскольку они инстинктивно избегают яркого света. У планарий отсутствуют глаза, их зрительные органы представляют собой фоторецепторы, различающие лишь яркость света. Чем участок платформы ярче, тем больше вероятности, что черви будут его избегать.

Тем не менее, биологи научили планарий ползти прямо к еде, игнорируя свет, чтобы получить вознаграждение за успешную "тренировку". После того, как черви научились не бояться луча, их обезглавили.

Защитники животных могут не волноваться: процесс отращивания головы заново занял у них всего две недели. По окончании этого срока восстановившихся планарий вновь поместили на тренировочную площадку с подсвеченной едой. Результат поразил учёных: черви поползли прямо к вознаграждению и получили его значительно быстрее, чем в первый день тренировок, и быстрее, чем их нетренированные собратья (контрольная группа).

Это может означать, что вместе с головой им удалось восстановить и воспоминания о приобретённых навыках. У биологов есть несколько версий произошедшего. Во-первых, существует вероятность того, что планарии хранят воспоминания в какой-то другой части тела, а не в голове. (Это, в принципе, логично с точки зрения природы. Если тебе могут в любой момент голову оторвать, почему бы не переместить жизненно важные органы и структуры в другие части тела?). Во-вторых, в ходе тренировок вся нервная система животного могла измениться, и, несмотря на отросшую голову, она уже не вернулась бы к прежнему состоянию.

В пользу последней идеи говорит гипотеза американского зоопсихолога Джеймса МакКоннелла, которую он выдвинул ещё в 1950-х годах. Он считал, что в клетках животных может содержаться так называемая РНК памяти. Отметим, что МакКоннелл был американским доктором Павловым, только условный рефлекс он вырабатывал не у собак, а у планарий. В ходе своих знаменитых экспериментов зоопсихолог разрезал червей вдоль тела и, когда те восстанавливались, образуя две особи, то они обе показывали в ходе тренировки одинаковые результаты.

МакКоннелл предположил, что носителями памяти в этом случае являются молекулы РНК, существующие в клетках всего организма планарий. Гипотезу восприняли крайне скептически, особенно в СССР. Советские биологи решили воспроизвести эксперимент МакКоннелла, чтобы опровергнуть его, но результат был положительным: планарии действительно сохранили воспоминания, после того как их тело было разрезано напополам. Теория об РНК памяти так и не была доказана полноценно и не получила официального подтверждения. Поэтому исследование Шомрата и Левина является ключевым витком в истории этой части биологии.

Для подтверждения одной из их идей или поиска новых потребуется время и другие эксперименты, которые учёные планируют провести в ближайшем будущем. Это исследование касается не только биологии червей, оно также поможет понять механизм хранения и восстановления памяти у более крупных животных и людей, считают исследователи.

О результатах эксперимента биологи написали статью, которая недавно вышла в издании Journal of Experimental Biology.