黏菌的智慧
黏菌是一種很酷的生物,他們有時(shí)候像變形蟲(chóng)一樣,趴在地上爬來(lái)爬去,有時(shí)候又會(huì)站起來(lái)跟香菇一樣,產(chǎn)生子實(shí)體和孢子,把分類學(xué)家們搞得糊里糊涂,不知道到底該把他們算成動(dòng)物,植物還是霉菌,所以特別給黏菌一族自成一門(mén),真菌動(dòng)物門(mén)(Myxomycota)。
黏菌的世界可以說(shuō)是最兼容各種性別的世界。你以為人類出現(xiàn)第三性很有創(chuàng)意嗎?黏菌配子的性別,由三組基因作決定(matA,B,C),可以形成8種性別的性細(xì)胞。每一個(gè)基因作又可以有多種變化,排列組合下可以有500種以上的性別個(gè)體。
黏菌雖然是單細(xì)胞生物,但是在外觀上,一點(diǎn)都不像一顆圓圓的細(xì)胞,他在地上爬的階段,會(huì)形成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),四面八方的探索養(yǎng)分的所在,他們的身體可以超展開(kāi),從幾厘米到幾米都有,吉尼斯世界紀(jì)錄將其列為世界最大的細(xì)胞(原來(lái)不是鴕鳥(niǎo)蛋啊…)。
還有一點(diǎn),就是當(dāng)黏菌要形成子實(shí)體的時(shí)候,會(huì)有多個(gè)黏菌細(xì)胞聚集在一起,然后有的細(xì)胞成為孢子,延續(xù)下一代,有的則自我犧牲,成為將孢子頂?shù)阶罡咛幍闹樱╯talk)。這些成為柱子的細(xì)胞基本上就是自殺,然后硬化了。這種利他行為,在生物界里非常少見(jiàn),這個(gè)中原因也是研究黏菌的科學(xué)家們非常熱衷的研究題目喔!
黏菌身為單細(xì)胞生物,當(dāng)然沒(méi)有消化系統(tǒng),為了要攝取體外大分子的養(yǎng)分,黏菌分泌出許多黏液,先用黏液里的酵素消化一下外面的養(yǎng)分,然后再好好的吸收進(jìn)來(lái)。就好像先吐些口水在饅頭上,讓淀粉霉作用一下,再來(lái)舔分解出來(lái)的醣類….(有點(diǎn)不太舒服的比喻,哈哈….)。這些黏液總是蓋在黏菌身上,讓他們看起來(lái)總是濕濕黏黏的,黏菌(slime mold)也就因此而得名。
生物物理及型態(tài)學(xué)家,德國(guó)馬克斯普朗克學(xué)會(huì)(Max-Planck Institute),米爾娜·克拉瑪(Mirna Kramar)小姐,和慕尼黑科技大學(xué),卡倫·阿里姆(Karen Alim)小姐,發(fā)現(xiàn)一種叫做多頭絨泡(Physarumpolycephalum)的黏菌,會(huì)記得哪里有食物,哪里有危險(xiǎn)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)打破很多科學(xué)家的眼鏡,因?yàn)橐恢币詠?lái),科學(xué)家們都認(rèn)為,記憶力是擁有神經(jīng)系統(tǒng)的生物的特權(quán),實(shí)在難以想象單細(xì)胞黏菌也能有記憶力。
其實(shí)黏菌也不是第一次讓科學(xué)家們嚇得不輕了,之前也有研究發(fā)現(xiàn),黏菌的“智慧”足以解開(kāi)許多復(fù)雜的問(wèn)題,比如說(shuō)找出離開(kāi)迷宮的最短路線,這讓科學(xué)家們超級(jí)好奇,黏菌到底是怎么思考,怎么決定方向的(對(duì)人生迷惘的小編也很想知道怎么決定方向…)。
阿里姆小姐發(fā)現(xiàn),黏菌的網(wǎng)狀形態(tài)其實(shí)是一直在快速變動(dòng)的,這些變化并沒(méi)有一個(gè)指揮中心來(lái)決定,而是由每一次遇到食物的時(shí)候,形成的構(gòu)架來(lái)組成記憶,這些記憶就是未來(lái)做決定時(shí)的參考資料。
阿里姆小姐說(shuō)道:“當(dāng)計(jì)劃從簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)展開(kāi)來(lái)的時(shí)候,真的很令人興奮。我們一路看著黏菌的移動(dòng)和飲食過(guò)程,觀察到他們的網(wǎng)子有些特定的粗細(xì)變化,這些變化在黏菌吃完食物之后很久都還存在。在黏菌快速變動(dòng)的形態(tài)中,這些堅(jiān)持不變的地方給了我們這個(gè)點(diǎn)子,或許他們就是用這種印痕(imprint)一般的形態(tài),來(lái)記住過(guò)去發(fā)生過(guò)的事的。不過(guò),我們首先必需解釋這種印痕形成的機(jī)制?!?/span>

在顯微鏡下,阿里姆小姐發(fā)現(xiàn),黏菌發(fā)現(xiàn)食物的時(shí)候會(huì)釋放出一種化學(xué)物質(zhì),當(dāng)作開(kāi)飯的信號(hào),讓那個(gè)地方的網(wǎng)子軟化,然后整個(gè)身體就朝哪個(gè)方向前進(jìn)。
克拉瑪小姐說(shuō)道:“黏菌吃飯的時(shí)候形成的網(wǎng)子有粗有細(xì),接近食物的地方,開(kāi)飯信號(hào)多,網(wǎng)子就粗一點(diǎn),其他地方就縮得細(xì)了些。下一次發(fā)現(xiàn)食物的時(shí)候,開(kāi)飯信號(hào)就因?yàn)榫W(wǎng)子的粗細(xì)不同,而有不同的傳導(dǎo)速度,粗網(wǎng)子就像是高速公路一樣,傳送速度較快。反之,細(xì)的地方就慢。整個(gè)黏菌的身體,軟化的程度也因此而不同,形成前進(jìn)方向的決定?!?/span>
阿里姆小姐指出,多頭絨泡黏菌形成記憶的方式粗暴又簡(jiǎn)單。這個(gè)發(fā)現(xiàn),或許能為了解演化上的老祖先們的行為找到一片小拼圖,同時(shí)也能為未來(lái)的智慧材料設(shè)計(jì),和建構(gòu)巡航復(fù)雜環(huán)境的軟機(jī)器人,帶來(lái)一些新的應(yīng)用方向。