Möjligheten att lagra och hämta information ger en organism en tydlig fördel vid sökning efter mat eller
Slemform Physarum polycephalum har varitårtionden har förbryllat forskare. Denna unika organism, som existerar vid korsningen mellan kungariket av djur, växter och svampar, ger insikt i eukaryoternas tidiga evolutionhistoria. Dess kropp är en gigantisk enda cell gjord av sammankopplade rör som bildar komplexa nätverk. Denna enskilda amoebaliknande cell kan sträcka sig till flera centimeter eller till och med meter och är den största cellen på jorden i Guinness rekordbok.
De fantastiska förmågorna hos slemhinnanatt lösa komplexa problem, som att hitta den kortaste vägen genom labyrinten, gav henne titeln intelligent unicellular. Och det fascinerade också forskarsamhället och väckte frågor om beslutsfattande på de mest grundläggande nivåerna i livet. Physarums förmåga att fatta beslut är särskilt imponerande med tanke på att dess rörformiga nätverk ständigt genomgår snabb omorganisation, expanderar och bryts ner, med fullständig frånvaro av ett centrum för att organisera beslut - nervsystemet. Forskare har funnit att kroppen väver minnen av matmöten direkt i nätverkets arkitektur och använder lagrad information för att fatta framtida beslut.
– Det är väldigt intressant när projektet utvecklasbaserat på enkla experimentella observationer. Vi observerade organismens migration och utfodringsprocess och fann ett tydligt avtryck av matkällan på strukturen av de tjockare och tunnare rören i nätverket långt efter utfodringen. Med tanke på den mycket dynamiska omorganisationen av P. polycephalum-nätverket, har beständigheten av detta avtryck gett upphov till idén att nätverksarkitekturen i sig kan tjäna som ett minne av det förflutna. Men först behövde vi förklara mekanismen för bildandet av minnesavtryck.”
Karen Alim, chef för gruppen för biologisk fysik och morfogenes vid MPIDS och professor i biologisk nätverksteori vid TUM
För att ta reda på vad som händer, forskarekombinerade mikroskopiska observationer av röranpassad nätverksanpassning med teoretisk modellering. Mötet med mat utlöser frisättningen av en kemikalie som reser varifrån maten hittades i hela kroppen och mjukar rören i kroppens nätverk, vilket får hela kroppen att omorientera sin migrering mot mat.
Som ett resultat är tidigare matningshändelser inbäddade ihierarki av rördiametrar, särskilt i arrangemanget av tjocka och tunna rör i nätverket. För den mjukgörande kemikalien som för närvarande transporteras fungerar de tjocka rören i nätverket som motorvägar i transportnätet, vilket möjliggör snabb transport genom kroppen. Tidigare möten, fångade i nätverksarkitektur, påverkar beslut om den framtida riktningen för migration.
Författarna betonar att förmågan hos Physarumatt skapa minnen är spännande med tanke på enkelheten i detta levande nätverk. Det är anmärkningsvärt att kroppen förlitar sig på en så enkel mekanism och ändå hanterar den på ett så smidigt sätt. Dessa resultat representerar en viktig pusselbit för att förstå beteendet hos denna uråldriga organism och pekar samtidigt på universella principer som ligger till grund för beteendet.
En sådan upptäckt kan ge drivkraft för tillämpningen av resultaten i utvecklingen av intelligenta material och skapandet av mjuka robotar som rör sig i komplexa miljöer.
Läs också:
Den första exakta världskartan skapades. Vad är fel med alla andra?
Titta på Hubble-bilder av planetnebulosor.
Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?