Ta nenavadno pametna, grozljiva sluz na novo opredeljuje naše razumevanje inteligence

Predstavljajte si, da hodite po gozdu in se z nogo prevrnete po podrtem hlodu. Spodnji del dna je nekaj vlažnega in rumenega – nekaj takega, kot bi morda kihnil, če bi šlo za nekaj bananasto rumenega in se razširilo v elegantne fraktalne veje.

Kar vidiš. je plazmodijeva oblika Physarum polycephalum, Večnamenski kalup za sluz. Tako kot drugi plesni iz sluzi, ki jih najdemo v naravi, izpolnjuje pomembno ekološko vlogo in pomaga pri razpadanju organskih snovi, da jih je mogoče reciklirati v živilsko mrežo.

To čudno bitje nima niti možganov niti živčnega sistema – njegovo napihnjeno, svetlo rumeno telo je le ena celica. Ta vrsta sluzastih plesni v svojih vlažnih, propadajočih habitatih ostaja več ali manj nespremenjena že več kot milijardo let.

In v zadnjem desetletju se spreminja naše razmišljanje o spoznavanju in reševanju problemov.

“Mislim, da se je takšna revolucija zgodila, ko so ljudje ugotovili, da lahko rastline komunicirajo med seboj,” pravi Audrey Dusutour, biologinja iz francoskega nacionalnega centra za znanstvene raziskave.

“Tudi ti majhni mikrobi se lahko naučijo. To vam daje malo ponižnosti.”

P. polycephalum v svojem naravnem okolju. (K D / I naravoslovec, CC BY-NC)

P. polycephalum – Dasutorjev vzdevek “Blob” – sploh ni redek. Najdemo ga v temnih, vlažnih, hladnih okoljih, kot je kup smeti na gozdnih tleh. Prav tako je res čudno; Čeprav mu pravimo “plesen”, v resnici ni gliva. Prav tako ni žival ali rastlina, temveč član protističnega kraljestva – nekakšna skupina za vse, česar ni mogoče lepo uvrstiti v ostala tri kraljestva.

Svoje življenje začne kot več ločenih celic, vsaka z enim jedrom. Nato se združijo in tvorijo plazmodij, vegetativno življenjsko fazo, v kateri se organizem hrani in raste.

V tej obliki, ki se v žilah razpihuje za iskanje hrane in raziskovanje njenega okolja, je še vedno ena celica, vendar vsebuje milijone ali celo milijarde jeder, ki plavajo v citoplazmatski tekočini, zaprti v svetlo rumeno membrano.

kognicija brez možganov

kot vsa živa bitja, P. polycephalum Morate biti sposobni sprejemati odločitve o svojem okolju. Poiskati mora hrano in se izogniti nevarnosti. Najti mora idealne pogoje za svoj reproduktivni cikel. In tu postane naš mali rumeni prijatelj zares zanimiv. P. polycephalum Centralnega živčnega sistema ni. Prav tako nima posebnih tkiv.

Kljub temu lahko reši zapletene uganke, kot je labirintni labirint, in si zapomni nove snovi. Takšne naloge, za katere smo nekoč mislili, da jih lahko opravljajo le živali.

READ  Scientists discover that eyes from organ donors could be 'brought back to life'

“Govorimo o spoznavanju brez možganov, očitno pa tudi brez nevronov. Torej je osnovni mehanizem, celoten arhitekturni okvir, kako se ukvarja z informacijami, povezan z načinom delovanja vaših možganov. Popolnoma drugačen,” biolog Chris Reed z avstralske univerze Macquarie je za ScienceAlert povedal.

“Če mu ponudimo enake izzive pri reševanju problemov, ki smo jih postavili tradicionalno naravnanim živalim, lahko začnemo videti, kako lahko ta radikalno drugačen sistem doseže enak rezultat. Tam postane jasno, da je veliko teh stvari – ki jih Vedno sem mislil, da potrebujejo možgane ali neke vrste višji sistem za obdelavo informacij – niso vedno potrebni. “

fizične žile(David Villa / Science Images / CBI / CNRS)

P. polycephalum Znanost dobro znana. Pred desetletji “delavec celične biologije,” pojasnjuje fizik Hans-Günther Dobereiner z univerze v Bremnu v Nemčiji. Klonirati, obdržati in študirati je bilo enostavno.

Z razvojem našega orodja za gensko analizo pa so prevzeli organizmi, kot so miši ali celične linije, kot je HeLa, in P. polycephalum padel s poti.

Leta 2000 je biolog RIKEN Toshiyuki Nakagaki na Japonskem majhno žival izpustil iz upokojitve – ne za celično biologijo. njegov papir, objavljeno v Narava, “Maze-Solution by Amoeboid Creatures” je nosil naslov – in ravno to P. polycephalum naredil. Nakagaki je s svojo ekipo na en konec labirinta postavil kos plazmodija, nagrado za hrano (oves, ker P. polycephalum Ljubezen ovsene bakterije) in videli, kaj se je zgodilo.

Rezultati so bili osupljivi. To nenavadno brezcelično bitje je uspelo najti najhitrejšo pot skozi vsak vržen labirint.

“To je sprožilo val raziskav, s kakšnimi težjimi scenariji bi lahko preizkusili plesen sluzi,” pravi Reid.

“Skoraj vsi so bili na tak ali drugačen način presenečenje, raziskovalci pa so se spraševali, kako je plesni sluzi dejansko deloval. Razkril je tudi nekaj omejitev. A večinoma je to preprosto bitje potovanje razodetja.” Kako lahko deluje tisto, kar je bilo vedno dano in se je domnevalo, da je višja bitja. “

polna presenečenj

Nakagaki je zgradil tokijsko podzemno železnico s postajnimi vozlišči, označenimi z ovesom; P. polycephalum skoraj popravil – Slime je bil bolj občutljiv na poškodbe, razen v različici kalupa, pri kateri se lahko preostala mreža, če se povezava prekine, premakne naprej.

READ  Meteorski dež Leonid 2021: kdaj videti največ padajočih zvezd

Še ena skupina raziskovalcev je ugotovila, da lahko protist učinkovito reši problem potujočega prodajalca, eksponentno zapletene matematične funkcije, ki jo programerji redno uporabljajo za testiranje algoritmov.

V začetku letošnjega leta je to ugotovila skupina raziskovalcev P. polycephalum Se lahko »spomni«, kje je bila prej najdena hrana glede na strukturo živcev na tem območju. Sledile so predhodne raziskave Dusutorja in sodelavcev, ki so ugotovili, da se sluzasti plesni lahko naučijo in si zapomnijo snovi, ki jim niso bile všeč, in da se lahko, ko se stopijo, te informacije obdržijo, drugi pa jih pošljejo v kalup iz blata.

“Še vedno sem presenečen nad tem, kako so na nek način zapleteni, ker te v eksperimentu vedno presenetijo, nikoli ne bodo storili točno tistega, kar si želiš,” pravi Dusutor.

V enem od primerov je njegova ekipa testirala rastni medij, ki se uporablja za celice sesalcev, in želela ugotoviti, ali bi sluzi to všeč.

“Ito sovraštvo to. Začela je oblikovati to čudno tridimenzionalno strukturo, da se je lahko premikala in pobegnila. In jaz sem kot: “O moj bog, to bitje”. “

omrežje za obdelavo

Čeprav je tehnično enocelični organizem, P. polycephalum Mreža, ki kaže kolektivno vedenje. Vsak del sluznega kalupa deluje neodvisno in deli informacije s sosednjimi odseki brez kakršne koli centralizirane obdelave.

“Mislim, da bi bila analogija nevroni v možganih,” pravi Reid. “Imate te ene možgane, sestavljene iz veliko nevronov – to je enako plesni sluzi.”

Ta analogija možganov je res zanimiva in ne bi bila prvič P. polycephalum je bila primerjana z mrežo nevronov. Topologija in struktura možganske mreže ter kapljice sluznega plesni sta si zelo podobni in oba sistema kažeta nihanja.

Ni povsem jasno, kako se v Slime Mould promovirajo in delijo informacije, vendar to vemo P. polycephalumMehurčki se sklenejo, da delujejo kot peristaltična črpalka in potiskajo citoplazemsko tekočino iz enega segmenta v drugega. Zdi se, da nihanja v tej tekočini sovpadajo z naleti na zunanje dražljaje.

“Verjame se, da ta nihanja hkrati prenašajo informacije, obdelujejo informacije, način njihove interakcije in dejansko povzročajo vedenje,” pravi Döbereiner za ScienceAlert.

READ  Popolnoma ohranjen zarodek dinozavra, odkrit v njegovem jajcu na Kitajskem

“Če imate omrežje fizična soba Pojdite na določeno hrano, spremeni nihajni vzorec, ko naleti na sladkor: začne hitro nihati. Zaradi teh hitrih nihanj začne celoten organizem spreminjati svoj nihajni vzorec in teči v smeri, kjer je bila najdena hrana. “

on in sodelavci nedavno objavljeni članek ki dokazujejo, da so ta nihanja izjemno podobna nihanjem v možganih in so zgolj hidrodinamični sistem in ne električni signali.

“Pomembno ni toliko, kaj niha in kako se informacije prenašajo,” pojasnjuje, “ampak to, da niha in da je topologija pomembna – nevron, povezan s 100 nevroni ali samo dva; Nevron je povezan samo s svojimi sosedi ali pa je zelo oddaljeno povezan z drugim nevronom. “

lobanja physerumP. polycephalum Odraščanje na modelu človeške lobanje v naravni velikosti. (Andrew Adamatzky, Umetno življenje, 2015)

opredeliti kognicijo

Kakor koli vznemirljivo se slišijo njegovi pobegi, vam bo to povedal vsak raziskovalec, ki je z njim sodeloval P. polycephalum Sam po sebi ni možganov. Kolikor lahko ugotovimo, ni sposoben obdelave na visoki ravni ali abstraktne logike.

Niti tako zanimivo, kot se zdi ta pojem, se verjetno ne bo razvilo v nekaj podobnega možganom. Bitje je za to potrebovalo milijardo let in ne kaže nobenega znaka, da bi šlo v to smer (čeprav je ideji všeč kateri pisatelj znanstvene fantastike, se lahko z njo odpravi).

Kar zadeva splošno biologijo, je plesen sluzi izjemno preprosta. In s tem dejstvom spreminja naše razumevanje reševanja problemov.

Tako kot drugi organizmi potrebuje hrano, mora krmariti po svojem okolju in potrebuje varno mesto za rast in razmnoževanje. Te težave so lahko zapletene P. polycephalum jih lahko reši s svojo izjemno omejeno kognitivno strukturo. To počne na svoj preprost način in s svojimi omejitvami, “pravi Reid,” a to je samo po sebi ena od lepih stvari sistema “.

V določenem smislu nam ostane organizem – moker, tanek, vlažen blob -, katerega znanje se bistveno razlikuje od našega. Tako kot tokijska podzemna železnica nas lahko nauči novih načinov reševanja naših težav.

“Uči nas o naravi inteligence, pravzaprav izziva nekatere ideje in bistveno širi koncept,” pravi Reid.

“Prisili nas, da izpodbijamo dolgoletna človeško usmerjena prepričanja, da smo edinstveni in zmožni veliko več kot druga bitja.”

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen.

Read also x