科學家發現無腦的黏菌能夠學習

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根據本周在出版生物學相關研究的英國皇家學會報告B系列上發表的一項研究顯示,黏菌通常不被認為是特別聰明的東西,而是剛剛學會了一個新竅門的一種原生的特殊類型的汙泥。

圖盧茲大學的研究人員“教”一個單細胞生物體,又稱為多頭絨泡黏菌(Physarum polycephalum)使其在暴露於某些物質時能夠調整自身的行為;這對於無腦或神經系統的黏性黴菌而言,是一項了不起的成就。亦被稱作是“真正的黏菌黴菌”,多頭絨泡黏菌的技能相較於電影《魔鬼剋星 Ⅱ(Ghostbusters 2)》裡會讀心術的“史萊姆黏菌”,則相形失色許多。但這仍有助於揭示簡單生物學習行為的進化研究。

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魔鬼剋星 Ⅱ

如同大多數的單細胞生物,多頭絨泡黏菌通常對生活中較大的問題和複雜性不感興趣,而且往往傾向專心於滿足其對食物的需求。當此黏菌置於含有提供食物來源的培養皿中,黏菌可以依靠著朝向養分而遷移。

因此,研究人員想知道:當一個由令其不悅而最終無害的物質形成的障礙物,被放置於黏菌和食物之間時,黴菌會如何反應。

為了研究,他們用一座橋將黏菌從其賞金(食物)中分開,不是用咖啡因就是使用逵寧,這兩種是已知讓多頭絨泡黏菌厭惡的苦位物質。重要的是,他們確保使用的濃度,雖然令其反感的但卻不會傷害生物體。

第一天,黏菌表現出不願意穿越過這道橋,而這花了它們幾個小時建立起勇氣來這樣做。然而到了在第六天,黴菌顯然了解到這道橋的物質,並不是有害的,因此它們在同樣的時間內攝取食物,如同造成不適的這些物質並不存在。

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研究人員說,黏菌的行為是稱為習慣的一種學習的一個例子。法國國家科學研究中心(CNRS)的 Audrey Dussutour 。

根據該研究的作者,這種類型的自我調整行為是學習的一種形式被稱為“習慣性”,即生物體學“忽略不相關的刺激並且選擇性地專注于重要的刺激物,是它們生存的關鍵”。換句話說,黏菌一旦意識到這些造成不適的物質是無害的,便不再關注於這些物質。

事實上,多頭絨泡黏菌沒有大腦引發了許多藏於背後驚人的學習能力機制的問題,但研究人員認為,這可能是受表觀遺傳控制,藉以使其中某些基因應對環境刺激的反應而壓制或啟動。

例如,他們提出,反復暴露於咖啡因和奎寧可能抑制負責檢測這些物質受體編碼的基因。因此,減少咖啡因和奎寧的受體數量,從而使生物體忽略這些化學物質。

令人驚訝的是,這項研究並不是第一次舉例說明多頭絨泡黏菌驚人的能力。黏菌中的超級明星的某些東西,生物體先前已顯示出導航迷宮和避開陷阱的能力,儘管這項最新的研究是首次提供非常現代和技術先進的行為,這仍暗示習慣可能在單細胞生物的自我調整能力中扮演關鍵的角色。

來源: Iflscience

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