Физики сняли вопрос: как слизевик «принимает решения» без мозга

Слизевики представляют собой уникальные организмы, не относящиеся ни к царству грибов, ни к царству животных. В течение большей части своей жизни они существуют в форме плазмодиев или амёб, избегая жёсткой структуры, характерной для многоклеточных организмов. Эти существа не обладают центральной нервной системой или мозгом, однако демонстрируют поведение, которое может быть квалифицировано как адаптивное.

Учёные активно исследуют механизмы координации действий слизевиков. Недавнее исследование, опубликованное в журнале PRX Life, выдвигает гипотезу о существовании некоей центральной силы, не аналогичной тем, которые характерны для организмов с нервной системой.

Примером такого организма является Physarum polycephalum, также известный как «плазмодий с множеством головок». Его морфология представляет собой одноклеточную структуру, состоящую из клеточных ядер и цитоплазмы. Этот организм обладает более высокой подвижностью по сравнению с представителями царства грибов, с которыми его ранее путали. В условиях дефицита питательных веществ Physarum перемещается в поисках нового источника пищи.

Однако это движение нельзя назвать случайным. Слизевики способны преодолевать сложные маршруты, включая лабиринты, и сохранять память о пройденных путях. Они демонстрируют способность «принимать решения», выбирая оптимальные варианты действий. Учёные из Германии и США активно изучают механизмы, лежащие в основе этого феномена.

Отсутствие мозга и нервной системы у Physarum делает их «принятие решений» принципиально отличным от аналогичных процессов у животных. Тем не менее, данное явление способствует углублению понимания механизмов адаптации и поведения в системах, лишённых централизованного управления.

Слизевики проявляют чувствительность к синему свету, избегая его источников. В условиях попадания в ловушку, созданную с использованием синего света, они демонстрируют способность к навигации, создавая выступы и обходя препятствия.

Лиза Шик из Технического университета Мюнхена и её коллеги исследовали поведение слизевиков в условиях световых ловушек. В ходе экспериментов было установлено, что для перемещения и адаптации к изменениям окружающей среды слизевики используют цитоплазматический поток — направленное движение клеточной жидкости, регулируемое молекулярными сокращениями.

При попытке выбраться из ловушки слизевик перестраивает свою структуру, используя перистальтические сокращения, распространяющиеся по всему организму. Это позволяет ему выбирать наиболее эффективный маршрут для выхода. Длина пути определяет интенсивность перистальтических сокращений, что способствует увеличению давления и выдавливанию клеточной массы наружу.

Таким образом, хотя слизевики демонстрируют способность к «принятию решений», этот процесс является результатом сложных механических взаимодействий, включая потоки клеточной жидкости. Данное исследование способствует углублению понимания механизмов адаптивного поведения в системах, лишённых нервной системы.