Експерти розповіли, як цвіль без мозку здатна приймати рішення

Відсутність мозку являє собою серйозну перешкоду для більшості організмів, але не для слизової цвілі під назвою Physarum polycephalum, яка зберігає здатність виконувати обрахунки, що стосуються навколишнього середовища, і приймати важливі рішення про те, у якому напрямку рухатися, пише IFLS.

Згідно з новим дослідженням,опублікованим в журналі Advanced Materials, слизоподібна істота використовує "механічну чутливість", щоб реагувати на форму, розмір і масу інших об'єктів, а також орієнтуватися у навколишньому середовищі.

Варто уточнити, що Physarum не є справжньою пліснявою, а являє собою об'єднання окремих еукаріотів, пов'язаних між собою єдиною мембраною і плаваючих в загальній цитоплазмі.

Організм здатний пересуватися за допомогою процесу, званого човниковим потоком (shuttle streaming), який включає в себе переміщення цієї рідкої цитоплазми вперед і назад у хвилеподібному русі.

Попередні дослідження показали, що, незважаючи на відсутність будь-якої нейронної структури, Physarum здатний знаходити шлях до їжі в центрі лабіринту, вловлюючи хімічні сигнали, щоб знайти свою винагороду.

Однак вчені хотіли зрозуміти, чи може слиз також приймати рішення за відсутності таких сигналів. Щоб з'ясувати це, автори дослідження помістили організм в чашку Петрі, що містить напівгнучкий агаровий гель, з одним маленьким скляним диском на одному кінці чашки і трьома дисками, рівномірно розподіленими на іншому кінці.

Так експерти з'ясували, що у 70% випробувань Physarum рухався в сторону зони з трьома дисками, явно віддаючи перевагу такому розташуванню порівняно з одним диском.

Дослідники припустили, що слиз зміг виявити спотворення в агаровому гелі, утвореному цими дисками, і вирішив рухатися у напрямку найбільш деформованої області в надії виявити більший шматок їжі.

Однак, коли експеримент повторили з трьома дисками, складених один на одного з одного кінця, і одного диска з іншого, Physarum більше не віддавав переваги важчому об'єкту і рухався в обидві області приблизно з однаковою частотою.

Таке відкриття вказує на те, що організм використовує масу не тільки для того, щоб оцінити, в який бік рухатися, але враховує й інші чинники. Щоб розібратися у цьому питанні, фахівці використовували комп'ютерне моделювання для аналізу навантаження, що надається на агаровий гель при кожному розташуванні дисків.

Так вони з'ясували, що коли три складених диски створювали найбільш концентровану напругу, три розосереджених диски виробляли ширший розподіл напруги, причому слизова цвіль вважала за краще саме таку конфігурацію маси.

"Уявіть, що ви їдете вночі по шосе і шукаєте місто, в якому можна зупинитися. Ви бачите два різних розташування світла на горизонті: одну яскраву крапку і скупчення менш яскравих точок. Тоді як одна точка яскравіша, скупчення точок висвітлює ширшу область, яка з більшою ймовірністю вказує на місто, і тому ви направитеся саме туди. Візерунки світла у цьому прикладі аналогічні візерункам механічної деформації, створюваної різним розташуванням маси у нашій моделі. Дослідження підтвердило, що Physarum може фізично відчувати їх і приймати рішення, грунтуючись на візерунках, а не просто на інтенсивності сигналу", — пояснив автор дослідження доктор Річард Новак.

У інших організмів, включаючи людей, всередині клітинних мембран є молекули, звані TRP-подібними білками, які здатні виявляти натяг.

Щоб визначити, чи переміщується Physarum за допомогою того ж механізму, дослідники застосували речовину, що блокує канали TRP. Отже, слиз втратив здатність розрізняти різні конфігурації дисків.