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科学家发现无脑的黏菌能够学习

2016-5-9 未解之谜网

根据本周在出版生物学相关研究的英国皇家学会报告B系列上发表的一项研究显示,黏菌通常不被认为是特别聪明的东西,而是刚刚学会了一个新窍门的一种原生的特殊类型的污泥。

图卢兹大学的研究人员“教”一个单细胞生物体,又称为多头绒泡黏菌(Physarum polycephalum)使其在暴露于某些物质时能够调整自身的行为;这对于无脑或神经系统的黏性霉菌而言,是一项了不起的成就。亦被称作是“真正的黏菌霉菌”,多头绒泡黏菌的技能相较于电影《魔鬼克星 Ⅱ(Ghostbusters 2)》里会读心术的“史莱姆黏菌”,则相形失色许多。但这仍有助于揭示简单生物学习行为的进化研究。

魔鬼克星 Ⅱ

如同大多数的单细胞生物,多头绒泡黏菌通常对生活中较大的问题和复杂性不感兴趣,而且往往倾向专心于满足其对食物的需求。当此黏菌置于含有提供食物来源的培养皿中,黏菌可以依靠着朝向养分而迁移。

因此,研究人员想知道:当一个由令其不悦而最终无害的物质形成的障碍物,被放置于黏菌和食物之间时,霉菌会如何反应。

为了研究,他们用一座桥将黏菌从其赏金(食物)中分开,不是用咖啡因就是使用逵宁,这两种是已知让多头绒泡黏菌厌恶的苦位物质。重要的是,他们确保使用的浓度,虽然令其反感的但却不会伤害生物体。

第一天,黏菌表现出不愿意穿越过这道桥,而这花了它们几个小时建立起勇气来这样做。然而到了在第六天,霉菌显然了解到这道桥的物质,并不是有害的,因此它们在同样的时间内摄取食物,如同造成不适的这些物质并不存在。

研究人员说,黏菌的行为是称为习惯的一种学习的一个例子。法国国家科学研究中心(CNRS)的 Audrey Dussutour 。

根据该研究的作者,这种类型的自我调整行为是学习的一种形式被称为“习惯性”,即生物体学“忽略不相关的刺激并且选择性地专注于重要的刺激物,是它们生存的关键”。换句话说,黏菌一旦意识到这些造成不适的物质是无害的,便不再关注于这些物质。

事实上,多头绒泡黏菌没有大脑引发了许多藏于背后惊人的学习能力机制的问题,但研究人员认为,这可能是受表观遗传控制,藉以使其中某些基因应对环境刺激的反应而压制或启动。

例如,他们提出,反复暴露于咖啡因和奎宁可能抑制负责检测这些物质受体编码的基因。因此,减少咖啡因和奎宁的受体数量,从而使生物体忽略这些化学物质。

令人惊讶的是,这项研究并不是第一次举例说明多头绒泡黏菌惊人的能力。黏菌中的超级明星的某些东西,生物体先前已显示出导航迷宫和避开陷阱的能力,尽管这项最新的研究是首次提供非常现代和技术先进的行为,这仍暗示习惯可能在单细胞生物的自我调整能力中扮演关键的角色。

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