和所有黏菌一样,多头绒泡菌没有大脑或神经系统,但它以某种方式“记住”食物位置以备将来参考。马克斯·普朗克动力学与自组织研究所(Göttingen,德国)的生物物理学家Mirna Kramar和Karen Alim在一篇新论文中描述了生物内部结构是如何改变以编码过去的食物位置的。

虽然黏菌是极其简单的生物体它们可以解决复杂的优化问题,比如在迷宫中寻找最短路径。纯粹的刺激-反应活动模式——例如,向某些分子的浓度增加爬行或避免有害的机械刺激——不能解释他们的技能程度。长期以来,人们一直不清楚它们是如何吸收和保留信息的。

该研究发表美国国家科学院学报,揭示了当部分p . polycephalum当与食物接触时,它们会释放出一种物质,这种物质可以软化管网的凝胶状壁,使其因内在的内部压力而变宽。黏菌的移动方式是沿着较宽的管道扩张,修剪较窄的管道——因此,扩大的管道可以有效地记录过去食物的位置,因为即使在食物消失后,它们也会影响有机体的整体生长方向。

研究人员还不知道软化物质是什么,但通过模拟管径的变化,他们发现它可能是一种通过流动和扩散扩散的可溶物质。研究小组认为,这种机制在其他“生命流动网络”中也很常见,比如脊椎动物的血管系统。

Kramar和Alim“很好地确定了黏菌行为实现类似记忆的机械生物学机制,”不莱梅大学的物理学家Hans-Günther Döbereiner说,他没有参与这项研究。他说,对黏液霉菌执行复杂任务能力的未来研究,将需要对“分子信号、材料特性和调节其行为的细胞流体的流动模式”进行检查。

新泽西理工学院的生物学家Simon Garnier也没有参与这项研究,他补充说,这项工作建立在之前对这种生物如何编码过去经历的调查基础上。研究人员的模型“为黏菌如何实现这一壮举提供了一个很好的机制解释,”他说。卡尼尔补充说,这可能会带来改进的网络优化和路由算法,类似于那些受到蚁群启发的算法。