Ученые выяснили, как слизевик без мозга может ориентироваться в окружающей среде и принимать решения

Оказывается, отсутствие мозга мешает ориентироваться в пространстве не всем существам. Ученые обнаружили, что безмозглая слизистая плесень под названием Physarum polycephalum способна выполнять вычисления относительно окружающей среды и принимать важные решения о том, в каком направлении двигаться.
Ученые выяснили, как слизевик без мозга может ориентироваться в окружающей среде и принимать решения
Nirosha Murugan, Levin lab, Tufts University and Wyss Institute at Harvard University

Слизевик использует «механочувствительность», чтобы реагировать на форму, размер и массу других объектов и перемещаться по окружающей среде

Physarum polycephalum – любопытное существо. Фактически, оно не является ни плесенью, ни животным, ни растением. Это объединение отдельных эукариотических клеток, которые связаны вместе внутри единой мембран, и живут внутри общей цитоплазмы.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ранее ученые выяснили, что Physarum polycephalum способен находить путь к еде в центре лабиринта, улавливая химические сигналы, чтобы определить местонахождение награды. Теперь исследователи решили выяснить, может ли слизевик принимать решения в отсутствие таких сигналов.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Advanced Materials, ученые поместили слизевика в чашку Петри, содержащую агаровый гель. С одной стороны чашки размещался один небольшой стеклянный диск. С противоположной стороны – три стеклянных диска, расположенных в ряд. Чашу поставили в темную комнату.

Первый 12 часов Physarum polycephalum тянулся равномерно во всех направлениях. Затем, к 24-часовой отметке, 70% образцов выросли в сторону трех дисков.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Исследователи выдвинули гипотезу о том, что слизь способна обнаруживать искажения в агаровом геле, производимом этими дисками, и двигаются к областям с более сильными искажениями в надежде обнаружить более крупный кусок пищи. Однако, когда эксперимент повторили, на этот раз с участием трех дисков, установленных друг на друга с одного конца и одного диска с другого, слизевик больше не отдавал предпочтение более тяжелому объекту и двигался в обе области примерно с одинаковой частотой.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Nirosha Murugan, Levin lab, Tufts University and Wyss Institute at Harvard University
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Второй эксперимент показал, что организм не использует только массу, чтобы оценить, в какую сторону двигаться, но принимает во внимание больше факторов. Для дальнейшего понимания ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы проанализировать степень нагрузки, оказываемой на агаровый гель при каждом расположении дисков.

При размещении рядом друг с другом на упругом агаровом геле три диска деформировали гель иначе, чем при размещении стопкой. Science Alert сравнивает это с тремя гирями, помещенными рядом друг с другом на батуте. Так они вызывают иную деформацию батута, чем гири, сложенные в стопку.

«Представьте, что вы едете по шоссе ночью и ищете город, в котором можно остановиться. Вы видите два разных расположения света на горизонте: одну яркую точку и группу менее ярких точек. Хотя одна точка ярче, группа точек освещает более широкую область, которая с большей вероятностью указывает на город, и вы направляетесь туда», – поясняют исследователи.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

У Physarum polycephalum нет нервной системы, поэтому ученые задались вопросом, как слизь улавливает эту картину деформации. Исследователи выяснили, что это связано с движением организма и внутренней связью.

У других организмов, в том числе млекопитающих, в клеточных мембранах есть молекулы, называемые белками TRP, которые могут обнаруживать растяжение. Чтобы определить, использует ли Physarum тот же механизм для навигации, исследователи применили вещество, блокирующее TRP-каналы. В итоге слизь утратила способность различать различные конфигурации дисков.

«Наше открытие использования этой слизистой плесени биомеханики для исследования окружающей среды и реакции на нее подчеркивает, насколько рано эта способность появилась у живых организмов», – пишут ученые.