Voor het eerst is bevestigd dat deze dieren daadwerkelijk in staat zijn tot klassieke conditionering.
Mensen associëren geregeld grote hersenen met intelligentie. En hoewel dat vaak klopt, is dat niet altijd het geval. Neem bijvoorbeeld slangsterren; deze dieren hebben geen hersenen, maar ze zijn toch in staat om te leren door ervaring, zo blijkt uit een nieuwe studie.
Slangsterren
Slangsterren (Ophiocoma echinata) zijn nauw verwant aan zeesterren. Ze spenderen het merendeel van hun tijd onder rotsen en in spleten van de oceaan, of ze graven zich in het zand. Deze schuchtere zeedieren missen de hersenen zoals wij die kennen. In plaats daarvan hebben ze alleen zenuwkoorden die langs elk van hun vijf kronkelende armen lopen en samenkomen in een zenuwring bij hun mond. “Er is geen centraal verwerkingscentrum,” vertelt onderzoeksleider Julia Notar. “Elk van de zenuwkoorden heeft de capaciteit om onafhankelijk te functioneren. Het is alsof er in plaats van een baas een commissie is.”
Klassieke conditionering
Voor slangsterren lijkt dit voldoende te zijn om te leren door associatie. Dit type leren betreft het koppelen van verschillende prikkels door middel van een proces dat bekend staat als klassieke conditionering. Een bekend voorbeeld hiervan zijn de hondenexperimenten van Pavlov, waarbij bleek dat honden die herhaaldelijk werden gevoerd bij het horen van een bel, uiteindelijk gingen kwijlen bij enkel het geluid van de bel, zelfs als er geen voedsel in de buurt was.
Kortom, klassieke conditionering is een vorm van leren waarbij een organisme een associatie vormt tussen twee prikkels. Klassieke conditionering is wijdverspreid en beïnvloedt ook het dagelijks gedrag en de reacties van mensen. Als je herhaaldelijk het geluid van je smartphone hoort bij elke nieuwe melding, krijgt dat geluid uiteindelijk een speciale betekenis. Alleen al het horen van een ping- of zoemgeluid, vooral als dat overeenkomt met dat van je eigen mobiel, is genoeg om automatisch naar je telefoon te grijpen in afwachting van een nieuw appje, e-mail of Instagram-bericht.
Tot nu toe is klassieke conditionering aangetoond in een paar studies bij zeesterren. Maar de meerderheid van de stekelhuidigen – een diverse groep van ongeveer 7.000 soorten waaronder slangsterren en vergelijkbare hersenloze zeesterren, zee-egels en zeekomkommers – zijn nog niet onderworpen aan dergelijke tests.
Studie
Om vast te stellen of slangsterren in staat zijn om te leren, plaatsten de onderzoekers zestien exemplaren in afzonderlijke watertanks. Vervolgens gebruikten ze een videocamera om het gedrag van de dieren vast te leggen. De onderzoekers trainden de helft van hen door het licht gedurende 30 minuten te dimmen telkens wanneer ze werden gevoerd. Bij elke lichtdimming plaatste het team garnalen, het favoriete voedsel van slangsterren, in de tanks. De andere helft kreeg ook garnalen en onderging eveneens een donkere periode van 30 minuten, maar nooit op hetzelfde moment. De dieren werden alleen onder verlichte omstandigheden gevoerd.
Licht en donker
Ongeacht of het licht of donker was, de dieren brachten hoe dan ook het merendeel van hun tijd door achter de filters in hun tanks. Vervolgens kwamen ze alleen tevoorschijn tijdens de maaltijden. Maar alleen de getrainde slangsterren leerden duisternis met voedsel te associëren. Aan het begin van het 10 maanden durende experiment bleven de dieren verscholen zodra het licht uitging. Na verloop van tijd ontwikkelden de dieren echter een sterke associatie tussen duisternis en etenstijd. Zelfs voordat er daadwerkelijk voedsel in de tanks werd geplaatst, kwamen ze tevoorschijn zodra het licht werd gedimd.
Deze time-lapsevideo laat een klassiek conditioneringsexperiment zien dat werd uitgevoerd door onderzoekers van Duke University. Ze wilden zien of slangsterren, die geen hersenen hebben, konden leren. Telkens wanneer onderzoekers het licht dimde, plaatsten ze garnalen in de tanks van de dieren. Na verloop van tijd leerden ze dat het dimmen van het licht betekende dat het etenstijd was. Video: Duke University
Associatie
Deze slangsterren hadden een nieuwe associatie geleerd: wanneer het licht uitging, betekende dit dat er voedsel zou verschijnen. Ze hoefden de garnalen niet te ruiken of te proeven om te reageren. Simpelweg het gedimde licht was voldoende om de dieren tevoorschijn te laten komen. Zelfs na een ‘pauze’ van dertien dagen zonder training, waarin het licht herhaaldelijk werd gedimd zonder hen te voeden, herinnerden ze zich nog steeds de geleerde les.
Nieuwe dingen leren
Dit wijst erop dat slangsterren, die geen brein hebben, toch in staat zijn om nieuwe dingen te leren. Volgens Notar zijn deze resultaten ‘opwindend’. “Klassieke conditionering was nog niet eerder bij deze groep dieren aangetoond,” zegt ze. “Het besef dat slangsterren kunnen leren, impliceert dat ze meer zijn dan eenvoudige, robotachtige opruimers die de oceaanbodem schoonmaken. Deze dieren zijn wellicht in staat om opkomende roofdieren op te merken en te vermijden, of om te weten wanneer er eten aankomt door te leren over wat er om hen heen gebeurt.”
Als volgende stap hoopt Notar te begrijpen hoe deze dieren kunnen leren en onthouden met een zenuwstelsel dat aanzienlijk verschilt van het onze. “Mensen vragen me constant: ‘Hoe doen ze dat?’” Zegt Notar. “We hebben nog geen antwoorden, maar ik hoop over een paar jaar meer duidelijkheid te hebben.”
