16 май 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Прост организъм, който няма мозък, помни къде може да намери храна

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 01 март 2021 в 09:29 44071
Physarum plasmodium. Кредит: Carolina Biological Supply Company/Flickr/CC BY-NC-ND 2.0

Може да е едноклетъчен организъм, но Physarum polycephalum според ново изследване изглежда „си спомня“ къде е намирал преди това източници на храна - без мозък или нервна система.

Наличието на спомен от минали събития ни позволява да вземаме по-интелигентни решения за бъдещето. Изследователи от Института за динамика и самоорганизация към дружеството "Макс Планк" (MPI-DS) и Техническия университет в Мюнхен (TUM) вече са установили как Physarum polycephalum пази спомени - въпреки че няма нервна система.

Способността да съхранява и възстановява информация дава на организма явно предимство при търсене на храна или избягване на вредни среди. Традиционно се приписва на организми, които имат нервна система.

Този възглед е оспорен от новото проучване, което обяснява как прости едноклетъчнорганизми могат не само да живеят, но и да процъфтяват в сложна среда, да съхраняват и извличат информация, коментират изследователите - и може да бъде и ключ към разбирането на механизмите на формиране на паметта.

P. polycephalum Кредит: PICRYL Public Domain Image

P. polycephalum е една от най-особените форми на живот на Земята. Това не е нито растение, животно или гъба, а вид сложна, едноклетъчна амеба от царството на протистите (нещо като групата на всички, които не могат да бъдат категоризирани в останалите три царства).

В началото на жизнения си цикъл P. polycephalum съществува като единична клетка с едно ядро, но по-късно се слива с други клетки, за да образува огромна единична клетка с милиони ядра вътре.

Това е плазмодиевият етап и организмът може да нараства, покривайки площ до няколко квадратни метра. Тялото му се състои от сложна мрежа от взаимно свързани тръби, чието налягане създава поток между различни области. Тази мрежа може бързо да се разраства и да се реорганизира, за да използва максимално своята среда.

През 2000 г. японският изследовател Тошиюки Накагаки от RIKEN открива, че P. polycephalum е способен да реши обикновен лабиринт, за да достигне до източник на храна. Оттогава учените откриват няколко поведения, които са белег на интелигентност, като например да ефективно да разрешат задачата на пътуващия търговец и да запомнят вещества.

В последното проучване биофизиците Мирна Крамар (Mirna Kramar) и Карен Алим (Karen Alim) от MPI-DS откриват, че P. polycephalum използва самата архитектура на тялото си, за да съхранява спомени за това къде е намирал храна преди това.

„Проследихме процеса на миграция и хранене на организма и наблюдавахме отчетлив отпечатък на източника на храна върху модела на по-дебелите и по-тънки тръби от мрежата дълго след храненето“, обяснява Алим .

"Като се има предвид силно динамичната реорганизация на мрежата на P. polycephalum, постоянството на този отпечатък поражда идеята, че самата мрежова архитектура може да служи като памет за миналото. Първо обаче трябваше да обясним механизма на образуването на отпечатъка."

Използвайки микроскопски наблюдения, екипът внимателно проучва как организмът се подрежда около източника на храна. След това изследователите използват теоретично моделиране, за да разберат какво се случва във вътрешността на организма по време на този процес.

Те стигат до заключението, че откриването на източник на храна предизвиква отделяне на химично вещество, което локално омекотява стената на тръбата на мястото на храната. След това тръбите се разширяват, за да ускорят потока в тялото към мястото на храната.

Химичното вещество също така сигнализира на целия организъм къде може да се намери храната, за да може да се придвижи към мястото и да се съсредоточи върху храненето.

P. polycephalum може да реабсорбира части от тялото си, ако стигне с изследователските си тръби в негостоприемна област или такава, която не съдържа нищо интересно. Но когато намерят и изядат питателна храна, тези дебели тръби остават на място, за да може бързо да се върнат на пак там, ако храната се появи отново, установяват изследователите.

"Постепенното омекотяване е на мястото, където съществуват отпечатъци от предишни хранителни източници и където информацията се съхранява и извлича", обяснява Крамар.

"Събитията от миналото хранене са вградени в йерархията на диаметрите на тръбите, по-специално в подреждането на дебели и тънки тръби в мрежата. За омекотяващото химично вещество, което се транспортира, дебелите тръби в мрежата действат като магистрали в пътна мрежа, позволявайки бърз транспорт през целия организъм“, добавя Мирна Крамар. „Предишните срещи, запечатани в мрежовата архитектура, предопределят решението за бъдещата посока на миграция“.

"Предишните срещи, запечатани в мрежовата архитектура, предопределят решението за бъдещата посока на миграция".

Това не е толкова различно от това как работи човешкият мозък. Трябва внимателно да се правят аналогии между слузната плесен и човешкия мозък, но има някои интересни прилики, които биха могли да ни помогнат да разберем как функционира кодирането на информация в различни видове организми.

В този случай синапсите, които изпращат информация между невроните, се усилват, когато се учим и стават по-здрави, колкото повече ги използваме, но могат да станат по-слаби, ако не го правим - смътно подобно на слузните тръби, които стават по-дебели на местата, представляващи интерес и отмират или се реабсорбират, ако присъствието им вече не е полезно за организма.

„Забележително е, че организмът разчита на толкова прост механизъм и въпреки това го контролира по толкова прецизен начин“, коментира Алим.

"Тези резултати представляват важна част от загадката за разбирането на поведението на този древен организъм и в същото време сочат към универсални принципи, залегнали в основата на поведението. Предвиждаме потенциални приложения на нашите открития при проектирането на интелигентни материали и изграждането на меки роботи, които се движат в сложна среда".

Справка: Mirna Kramar, Karen Alim. Encoding memory in tube diameter hierarchy of living flow network. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; 118 (10): e2007815118 DOI: 10.1073/pnas.2007815118

Източници: 

Slime Mold Doesn't Have a Brain, But It Can 'Remember' Where to Find Food, ScienceAlert

A memory without a brain. How a single cell slime mold makes smart decisions without a central nervous system, Technical University of Munich (TUM)


Препоръчани материали
+ 1
- 0
Заглавието звучи като описание на всичките герберунгели и в частност на актуалната ПКП Цвета Караянчева :D
 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.