Habituation und Sensitivierungslernen bei erwachsenen solitären Ascidiaceen

Wie ein einfaches Meereswesen Aufschluss über Lernen gibt

Wenn wir an Lernen und Gedächtnis denken, stellen wir uns meist Gehirne mit Milliarden von Neuronen vor, wie die von Menschen oder anderen Säugetieren. Doch auch deutlich einfachere Tiere müssen entscheiden, was sie ignorieren und wovor sie sich fürchten sollen. Diese Studie untersucht Lernen bei einem unerwarteten Kandidaten – der solitären Seescheide Polycarpa mytiligera, einem beutelförmigen Meerestier, das am Meeresboden an Felsen haftet. Die Beobachtung, dass diese Tiere aus Erfahrung lernen und sich über Tage erinnern können, eröffnet neue Einblicke darin, wie grundlegende Lernprozesse bei unseren fernen Vorfahren entstanden sein könnten.

Die Seescheide kennenlernen

Seescheiden sind kleine, weichleibige Filterfresser, die ihr erwachsenes Leben verankert verbringen, indem sie Meerwasser durch eine Öffnung einziehen und durch eine andere wieder ausstoßen. Diese Öffnungen, Siphone genannt, sind für Atmung und Nahrungsaufnahme essenziell, machen das Tier aber auch verwundbar gegenüber möglichen Gefahren. Die Hauptabwehr ist einfach und schnell: Bei Berührung oder Störung schließen sich die Siphone und der Körper zieht sich zusammen. Polycarpa mytiligera, im Roten Meer verbreitet, ist besonders interessant, weil sie zu den Chordaten gehört – derselben großen Gruppe, zu der auch alle Wirbeltiere zählen – und außerdem eine beachtliche Fähigkeit zur Ganzkörperregeneration besitzt. Obwohl ihr Nervensystem nur etwa 10.000 Neuronen umfasst, ermöglicht es dennoch komplexe Verhaltensweisen, die nun detailliert untersucht werden können.

Das Erlernen des Ignorierens harmloser Berührungen

Die Forschenden konzentrierten sich auf eine grundlegende Form des Lernens, die Habituation: das allmähliche Nachlassen einer Reaktion auf einen wiederholten, harmlosen Reiz. Sie streiften sanft einmal pro Minute die Gegend nahe dem oralen Siphon der Seescheide, in Zehn-Trial-Sitzungen, die über sechs Tage wiederholt wurden. Eine Kamera zeichnete auf, wie sehr sich die Siphonöffnung nach jeder Berührung zusammenzog, und spezielle Tracking-Software wandelte die Bewegung in einen numerischen Index der Kontraktionsstärke um. Im Verlauf der Trainingstage schwächte sich die Abwehrreaktion der Seescheiden stetig ab. Etwa am dritten Tag schlossen sich die Siphone nicht mehr so kräftig, und weiteres Training brachte kaum noch Veränderungen. Wurden die Tiere nach einer Ruhepause von einem Tag erneut getestet, zeigten jene, die wiederholt gestreichelt worden waren, weiterhin deutlich geringere Kontraktionen als untrainierte Tiere. Das weist darauf hin, dass die verminderte Reaktion nicht bloß kurzzeitige Ermüdung, sondern eine anhaltende, gelernte Veränderung darstellt.

Nach einem Schock besonders wachsam

Das Team untersuchte dann die Sensitivierung, die Kehrseite der Habituation. Dabei erhöht ein intensives oder unangenehmes Ereignis die Reaktionsbereitschaft eines Tieres gegenüber nachfolgenden milden Reizen. Zwei Gruppen von Seescheiden erhielten zunächst eine kurze Sitzung mit sanften Berührungen, die zu einem gewissen anfänglichen Rückgang der Reaktion führten. Eine Gruppe bekam anschließend einen kurzen, aber starken elektrischen Reiz über winzige Elektroden; die andere Gruppe ruhte sich aus. Nach einer kurzen Pause erhielten beide Gruppen erneut dieselben milden Bürstungen. Die geschockten Tiere reagierten nun mit deutlich stärkeren Siphonkontraktionen als die ungeschockten Tiere, und ihre eigenen Reaktionen waren klar stärker als vor dem Schock. Dieser Anstieg über das ursprüngliche Niveau zeigt echte Sensitivierung und nicht nur ein Wiederaufleben der Habituation, und damit, dass die Tiere nach einem störenden Ereignis vorübergehend „angespannt“ werden können.

Warum diese einfachen Verhaltensweisen wichtig sind

Obwohl das Nervensystem der Seescheide weit einfacher ist als das klassischer Wirbellosenmodelle wie der Meeresschnecke Aplysia, sind ihre Lernfähigkeiten überraschend ähnlich. Das Tier kann seine Reaktion auf wiederholte harmlose Ereignisse innerhalb weniger Tage abschwächen und nach einem bedrohlichen Schock schnell seine Abwehr hochfahren. Da Seescheiden zu den nächsten lebenden Verwandten der Wirbeltiere zählen, deuten diese gemeinsamen Lernformen auf tiefe evolutionäre Wurzeln grundlegender Gedächtnisprozesse hin. In Kombination mit der bemerkenswerten Fähigkeit von Polycarpa mytiligera, ihren gesamten Körper einschließlich des zentralen Nervensystems zu regenerieren, bildet diese Studie eine Grundlage für künftige Experimente darüber, wie Erinnerungen gespeichert und möglicherweise wiederaufgebaut werden. Für Laien ist die Kernbotschaft einfach: Selbst ein scheinbar einfaches Meereswesen kann zwischen Störgeräusch und Gefahr unterscheiden, und zeigt uns, dass die Grundlagen von Lernen und Gedächtnis sowohl alt als auch weit verbreitet im Lebensbaum sein könnten.

Zitation: Gabso, B., Zer-Eshel, G., Cohen, S. et al. Habituation and sensitization learning in adult solitary ascidians. Sci Rep 16, 13529 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43408-9

Schlüsselwörter: Lernen und Gedächtnis, Habituation, Sensitivierung, Seescheiden, Ascidiaceen