Эта липкая безмозглая капля может хранить воспоминания

Неоново-желтая слизистая плесень может хранить воспоминания, даже если у нее отсутствует нервная система. Теперь ученые нашли новый ключ к разгадке того, как безмозглый шарик справляется с этим впечатляющим подвигом.

Одноклеточный организм, известный как Physarum polycephalum, принадлежит к таксономической группе Amoebozoa, той же группе, что и амебы, как ранее сообщала Live Science. Капли могут существовать как одна крошечная клетка с одним ядром, центром управления клетки, или несколько клеток могут сливаться вместе, образуя одну гигантскую клетку с множеством ядер. Эти слитые клетки могут вырасти и покрыть десятки квадратных дюймов (сотни квадратных сантиметров) площади.

При слиянии огромные клетки образуют сложную сеть внутренних трубок; эти трубки сокращаются, подобно кровеносным сосудам, чтобы проталкивать жидкость и питательные вещества через безмозглый сгусток.

Новое исследование, опубликованное 22 февраля в журнале Труды Национальной академии наук, показывает, что диаметры этих разветвляющихся трубок могут кодировать информацию, например, где слизистая плесень недавно нашла пищу. Когда капля находит пищу, она быстро реорганизует свою трубчатую сеть, расширяя одни трубки и сужая другие, и эта структура остается на месте даже после того, как капли съели пищу.

Эта базовая форма памяти может помочь слизевикам решать сложные головоломки, такие как поиск кратчайшего пути к еде или кратчайшего пути через лабиринт, сказала Live Science старший автор Карен Алим, доцент биологической физики Технического университета Мюнхена. в электронном письме.

Когда P. polycephalum улавливает закуску поблизости, обнаруживая химические вещества, выделяемые ею, ближайшие к ней трубки начинают расширяться. Между тем трубки, расположенные дальше от пищи, сжимаются, а иногда и вовсе исчезают, снова поглощаясь слизью. Затем слизистая плесень ползет в направлении широких расширенных трубок, перемещаясь, пока не поглотит свою закуску.

Но даже после съедания каждого кусочка пищи слизистая плесень держится на скоплении толстых трубок, оставляя надолго «отпечаток» того места, где когда-то находилась еда, пишут авторы. Это определяет, как жидкость течет через всю сеть, и влияет на то, в каком направлении плесень будет двигаться дальше. Например, если рядом с толстыми отпечатанными трубками появляется больше еды, слизистая плесень уже подготовлена к распространению в этом направлении, и эта отпечатанная «память» усиливается.

«В мозге мы храним информацию, укрепляя или ослабляя связи между отдельными нейронами», — своего рода нервная клетка, которая посылает электрические и химические сигналы, — сказал Алим. «Каждый дополнительный импульс может усилить существующую прочную связь».

По ее словам, аналогичный, но упрощенный процесс формирует формирование памяти внутри слизистых форм.

И так же, как и связи в мозгу, «воспоминания» из слизистой плесени могут стать слабее, если их не укрепить, добавил Алим. В то время как трубки рядом с едой становятся толще, трубки вдали от еды становятся тоньше и могут исчезнуть ». Воспоминания исчезают, когда трубки втягиваются. «и исчезнуть» в более крупной слизистой плесени, — сказал Алим. Таким образом, старые воспоминания о еде могут быть перезаписаны, поскольку капля мигрирует и охотится за новыми питательными веществами.

Прошлые исследования слизистых плесневых грибов также намекали, что «сеть слизистых плесени адаптируется к внешним сигналам и что сеть может использоваться для считывания того, что испытала слизистая плесень», — сказала Одри Дассютур, исследователь, изучающая когнитивную обработку у муравьев и муравьев. слизевики в Тулузском университете во Франции. Новое исследование предоставляет больше доказательств того, как и почему реорганизуется трубчатая сеть, сообщил Дассютур, который не участвовал в исследовании, в электронном письме Live Science.

«Результаты напоминают мне сети следов у муравьев», где муравьи-кормилицы оставляют химический след, по которому другие муравьи могут следовать, — добавил Дюссютур. По мере того, как все больше муравьев следуют по одному и тому же следу и откладывают больше химикатов, больше муравьев, скорее всего, будет следовать по проторенному следу, а не по другому, менее посещаемому, согласно отчету 2005 года, в соавторстве Дюссютура в журнале Труды Королевского общества B.

Однако, хотя ученые знают, какие феромоны выделяют муравьи, чтобы прокладывать свои следы, неизвестно, какой сигнал сообщает трубкам о расширении, а другим — о сужении, сказал Алим.

Основываясь на лабораторных экспериментах и компьютерных моделях P. polycephalum, авторы подозревают, что слизистая плесень производит некоторое растворимое вещество при ощущении пищи, и что это вещество вызывает размягчение и растяжение ближайших к ней трубок. По мере того как гелеобразные стенки трубок растягиваются, часть вещества просачивается в более крупную сеть трубок и становится тем более разбавленной, чем дальше она проходит. Поэтому, как объяснили авторы исследования, трубки, расположенные далеко от источника пищи, получают очень мало вещества, если оно вообще есть.

Хотя есть свидетельства того, что это загадочное химическое вещество вызывает расширение трубки, мы, к сожалению, не имеем представления о его химическом составе, — сказал Алим. Это будет предметом будущих исследований.

Кроме того, «следующим шагом будет вопрос, сколько воспоминаний можно хранить в сети и можем ли мы передать этот механизм синтетическим системам для создания интеллектуальных материалов», — сказал Алим. Эти умные материалы будут имитировать сети живых потоков, обнаруженные в слизистых формах, и могут быть использованы для создания мягкотелых роботов, например.

В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.

⏬

Поделитесь в вашей соцсети👇