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聪明的粘菌的奇妙生活
在寻求食物、避免讨厌的物质并正常生活的过程中,无脑的单细胞多头绒泡菌表现出了一些令人印象深刻的学习和记忆技巧
来源:可知 Magazine十六年前,一种无脑的单细胞生物让我们人类大吃一惊。直到今天,它仍然让研究人员着迷和惊讶。
科学家们已经知道,多头绒泡菌 (Physarum polycephalum) 的一些粘菌由一个巨大的脉动细胞组成,该细胞在四处移动和分支以获取食物并避开盐或光等不愉快的事物时不断改变形状。但直到 2010 年,日本北海道大学生物学家 Toshiyuki Nakagaki 领导的一项实验才揭示了其复杂性的深度。当中垣将绒泡菌喜欢的燕麦片模仿东京周边城市的图案放置时,粘菌的分支几乎完全复制了人类花了数年时间才发展起来的它们之间的高效运输连接。
视频在这段延时视频中,粘菌多头绒泡菌从培养皿的中心伸出树枝来寻找食物。
图片来源:© DUSSUTOUR / CNRS
对于当时正在哈佛大学开展博士后项目的理论物理学家凯伦·阿利姆 (Karen Alim) 来说,这项研究是一个启示。 “我当时想,‘哇,这太疯狂了。’作为一名物理学家,解决复杂任务的单细胞对我来说非常有吸引力。”阿利姆想,也许她可以运用自己的训练来理解这种聪明的生物,它拥有收缩管网络和不断脉动的电流。
因此,Alim 和同事在一种称为琼脂的果冻状物质上培养绒泡菌,并在显微镜下仔细观察和记录其行为。他们测量了管网中流体流动的强度和方向。然后他们模拟了他们在数学模型中看到的情况。
内存流向
这是怎么发生的?阿利姆现在在德国慕尼黑工业大学工作,他发现与食物的接触会导致管内局部液体流动增加。这对管壁施加了更大的剪切力。该区域的壁变薄,使管子能够膨胀。
来源:DELESCLUSE & DUSSUTOUR / CNRS
