Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, die Gedanken von Quallen zu lesen

Durch geschickte Genmanipulation ist es nun möglich zu beobachten, wie die Neuronen der winzigen transparenten Quallenart bei komplexen autonomen Bewegungen wie dem Greifen und Fressen von Beute zusammenwirken.

Clytia hemisphaerica ist ein ideales Modell, um dieses Verhalten zu studieren. Da diese Quallenart sehr klein ist (weniger als einen Zentimeter im Durchmesser), kann ihr gesamtes Nervensystem leicht unter ein Mikroskop gebracht werden. Das Genom ist auch recht einfach, und der transparente Körper enthält nur etwa 10.000 Neuronen, was es einfacher macht, neuronale Nachrichten zu verfolgen.

Als die Forscher die Qualle C. hemisphaerica genetisch so veränderten, dass ihre Neuronen bei Aktivierung leuchten, entdeckten sie "einen unerwarteten Grad an strukturierter neuronaler Organisation". 

Das Nervensystem der Quallen wurde vor mehr als 500 Millionen Jahren gebildet und ist seitdem praktisch unverändert geblieben. Im Vergleich zu den Gehirnen moderner Tiere sind die Neuronen in diesen "lebenden Fossilien" viel einfacher. Es gibt kein zentrales System, das alle Bewegungen dieser Kreatur koordiniert, also wie schafft sie es, etwas zu tun?

Neue Forschungen legen nahe, dass die Neuronen von C. hemisphaerica in einem schirmartigen Netzwerk angeordnet sind, das seinen Körper nachahmt. Diese Neuronen teilen sich dann in Scheiben auf, fast wie ein Kuchen. Jeder Tentakel am Rand der Quallenglocke ist mit einem dieser Läppchen verbunden. Wenn also die Hände der Qualle Beute erkennen und greifen, werden die Neuronen in diesem bestimmten Läppchen nacheinander aktiviert.

Zuerst senden die Neuronen am Rand des Kuchens Nachrichten an die Neuronen in der Mitte, wo sich das Maul der Qualle befindet. Dadurch dreht sich der Rand des Kuchens nach innen zum Mund und zieht den Tentakel mit. In diesem Fall ist der Mund wiederum auf das ankommende Essen "gerichtet".

Um zu sehen, wie die Neuronen, die den Mund kontrollieren, mit den Neuronen interagieren, die die Quallenglocke kontrollieren und umgekehrt, begannen die Forscher, bestimmte Körperteile chirurgisch zu entfernen. Als die Münder der Quallen aus der Gleichung entfernt wurden, versuchten die Kreaturen weiterhin, Nahrung aus ihren Tentakeln in nicht vorhandene Münder zu übertragen. Und selbst wenn die Tentakel der Quallen entfernt wurden, könnten die chemischen Extrakte der Garnelen, die in den Tank injiziert wurden, immer noch dazu führen, dass sich der Mund der Nahrungsquelle zuwendet.

Die erhaltenen Ergebnisse legen nahe, dass bestimmte Formen des Quallenverhaltens mit Hilfe verschiedener Gruppen funktionell organisierter Neuronen koordiniert werden, die sich um den Umfang des Schirms befinden. Zum Beispiel könnte das Netzwerk von Neuronen, das die Glocke einer Qualle mit ihrem Maul verbindet, auch mit dem Verdauungssystem in Verbindung gebracht werden.

Aber am interessantesten war, dass die Quallen der Studie, wenn sie lange Zeit der Nahrung entzogen waren, schneller nach Beute schnappten, als wenn sie nicht so "hungrig" waren. Dies weist auf eine Art neuronales Feedback hin, das der Qualle „wissen“ lässt, dass sie ihr Verdauungssystem auffüllen muss, wodurch andere spezifische „Ernährungsnetzwerke“ in höchste Alarmbereitschaft versetzt werden.

Eine Quelle: Zelle, wissenschaftswarnung

Illustrationen: wissenschaftswarnung