Jüngste Forschungen des Zentrums für Genomregulation in Barcelona und der Harvard Medical School zeigen, dass selbst die einfachsten Lebensformen die Fähigkeit zu lernen besitzen. Diese bahnbrechende Studie, veröffentlicht in Current Biology, stellt lange gehegte biologische Konzepte in Frage.
Der Fokus der Forschung liegt auf einer Art des Lernens, die als Habituation bekannt ist, bei der Organismen sich im Laufe der Zeit an Reize gewöhnen. Während Habituation bei verschiedenen Tieren beobachtet wurde, war ihre Präsenz bei einzelligen Organismen bislang nicht umfassend untersucht worden.
Frühere Studien aus den 1970er und 1980er Jahren deuteten auf Hinweise auf Habituation bei Ciliaten hin, einzelligen Organismen mit über 3.500 beschriebenen Arten. Die aktuelle Forschung zielt darauf ab, diese Verdachtsmomente bezüglich ihrer Lernfähigkeit zu bestätigen. Die Mitautorin Rosa Martínez erklärte: „Diese Kreaturen sind sehr unterschiedlich zu Tieren mit Gehirnen. Lernen bedeutet, ihre internen molekularen Netzwerke zu nutzen, die ähnlich wie neuronale Netzwerke im Gehirn funktionieren. Niemand weiß, wie sie das erreichen, daher dachten wir, dass es eine lohnenswerte Frage war, die es zu erforschen gilt.“
Anstelle traditioneller Laboransätze verwendeten die Forscher Computersimulationen, um die zelluläre Kommunikation zu entschlüsseln. Dieser Ansatz zeigte, wie sich die Interaktionen innerhalb der Zellen verändern, wenn sie wiederholt denselben Reizen ausgesetzt werden.
Ohne in komplexe Details einzutauchen, ist es bemerkenswert, dass die Simulationen zeigten, dass Zellen eine Kombination von molekularen Schaltkreisen nutzen, um auf verschiedene Reize zu reagieren. Interessanterweise kann die Reaktionszeit je nach Reiz variieren, was auf eine Form von zellulärem Gedächtnis hindeutet.
Diese Entdeckung wirft wichtige Fragen zu den Auswirkungen auf das Verständnis des Lebens auf der Erde auf. Die Anerkennung der Lernfähigkeit von Zellen könnte entscheidend für die wissenschaftliche, biologische und medizinische Forschung sein und möglicherweise Phänomene wie die Resistenz von Krebszellen gegen Chemotherapie und die Immunität von Bakterien gegen Antibiotika erklären.
Die nächste Herausforderung besteht darin, diese Modelle und Simulationen in Laborversuche umzusetzen. Dr. Rosa Martínez betonte die Bedeutung dieser zukünftigen Arbeit.