Біологія
Біологія

Слизовики закодували спогади про джерело їжі у своїй морфології

Німецькі науковці продемонстрували наявність у слизовиків Physarum polycephalum примітивної форми пам'яті. Вчені описали в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, як внутрішні перебудови архітектури трубочок в організмі слизовика зберігають інформацію про розташування джерел їжі.

HelenGinger / Wikimedia Commons

HelenGinger / Wikimedia Commons

Що це за організм?

Physarum polycephalum — це еукаріотичний організм, який належить до групи слизовиків і є родичем амеб, хоча зовні більше схожий на гриб. По суті більшу частину часу фізарум є однією велетенською клітиною розміром до кількох десятків сантиметрів із численними ядрами та переплетеною мережею різних трубочок, яка здатна до активного руху в пошуках джерела поживи. Але не варто недооцінювати істоту, базуючись лише на її простій будові. Попередні дослідження показували, що P. polycephalum здатний знаходити найкоротший шлях у лабіринті, обирати оптимальне джерело їжі з доступних та навіть розв'язувати пов'язані з винагородою проблеми, як-от проблему дворукого бандита. Такі вміння навели вчених з Інституту динаміки та самоорганізації Макса Планка на думку, що цей слизовик може мати якусь форму пам'яті, хоча цю можливість здебільшого розглядають у тварин з нервовою системою.

Як це перевірили?

Дослідники припустили, що схожу функцію нервової системи у P. polycephalum виконує складна внутрішня мережа трубок, які змінюють діаметр та перекачують рідину й поживні речовини через організм. Гіпотеза базувалася на спостереженні того, як джерело їжі формувало відбиток на мережі трубок, що зберігався довгий час після живлення.

Щоб розібратися із тим, що спостерігали вчені, вони провели додаткові дослідження. Дослідники спостерігали за слизовиком під мікроскопом, а також побудували комп'ютерну модель.

Що нового дізналися з дослідів?

Вчені пишуть, що контакт із речовинами, які виділяє їжа, запускав у слизовика процес вироблення хімічних речовин, які стали поширюватися організмом, починаючи з місця розташування поживи. Ці сполуки призводили до пом'якшення та розширення найближчих до їжі трубочок і звуження віддаленіших, спонукаючи цілий організм рухатися в напрямку до винагороди. Тобто після вловлення джерела їжі у P. polycephalum перебудувалася внутрішня мережа із відповідним розташуванням тонких та товстих трубок. Ця реорганізована архітектура існувала приблизно 30 хвилин і мала вплив на прийняття організмом «рішення» стосовно майбутнього напрямку міграції. Якщо більше їжі розташовувалося поблизу розширених трубок, то слизовик вже був готовим рухатися саме в той бік.

І що частіше слизовик рухається в конкретному напрямку, то біль чіткою залишається архітектура трубочок, що до нього веде. Це чимось подібне на процес зберігання спогадів нейронами: якщо ми часто згадуємо щось, то зв'язки між клітинами й самі спогади посилюються, але якщо не користуватися певними спогадами, то відповідні нейронні зв'язки з часом слабшають і зникають.

Автори вважають, що подібний механізм кодування спогадів можна використати при розробленні м'яких роботів та інших біоміметичних технологій.