Професор Карен Алім (Dr. Karen Alim) в лабораторії.
Здатність зберігати і використовувати збережену інформацію дає організму незаперечну перевагу при пошуку їжі або уникненні небезпек. Довгий час представлялося очевидним, що така здатність може бути тільки у тих, у кого є нервова система. Але ні - виявилося, що пам'яттю володіє і слизовик Physarum polycephalum. Це спантеличувало вчених. Дослідники з Інституту динаміки і самоорганізації Макса Планка (Max-Planck Institute for Dynamics and Self-Organization, MPI-DS) і Мюнхенського технічного університету (Technical University of Munich, TUM) привідкрили завісу таємниці над механізмом несподіваних для однокліткового для одноклітальності.
Слизовик Physarum polycephalum - ідеальний модельний організм для вивчення ранньої еволюційної історії еукаріот; він володіє властивостями, характерними і для тварин, і для рослин, і для грибів. Тіло його - гігантська одиночна клітина, що складається зі складної системи трубок. Єдина клітина, схожа на амібу, може розтягнутися на кілька сантиметрів і навіть метрів, це найбільша одиночна клітина на Землі.
За словами однієї з авторів роботи, професора Мюнхенського технічного університету Карен Алім, відправною точкою в дослідженні було просте експериментальне спостереження. Вчені стежили за процесом руху та живлення організму і фіксували чіткий відбиток джерела їжі на візерунку товстих і тонких трубок мережі ще довго після події годування.
«З огляду на високодинамічну реорганізацію мережі P. polycephalum, збереження відбитка породило ідею про те, що сама мережева архітектура може служити пам'яттю про минуле», - говорить Карен Алім.
Але механізм формування відбитка слід було пояснити.
Для цього дослідники об'єднали дані спостереження на мікрорівні адаптації трубчастої мережі з теоретичним моделюванням.
Зустріч з їжею викликає вивільнення хімічної речовини, яка переміщується з місця, де була знайдена їжа, по всьому організму і розм'якшує трубки в мережі, змушуючи весь організм переорієнтувати свою міграцію в бік їжі.
«Поступове пом'якшення - це те, де в гру вступають існуючі відбитки попередніх джерел їжі і де інформація зберігається і витягується, - говорить перший автор роботи Мирна Крамар. - Минулі події подачі вбудовані в ієрархію діаметрів труб, зокрема в розташування товстих і тонких труб в мережі».
«Для розм'якшувальної хімічної речовини, яка зараз транспортується, товсті трубки в мережі діють як магістралі в транспортних мережах, забезпечуючи швидке транспортування по всьому організму», - додає Мирна. «Попередні зустрічі, відображені в мережевій архітектурі, таким чином, впливають на рішення про майбутній напрямок міграції».
"Враховуючи простоту цієї живої мережі, здатність Фізаруму формувати спогади інтригує. Дивно, що організм спирається на такий простий механізм, і в той же час управляє ним таким тонким чином ", - говорить Карен.
"Ці результати є важливою частиною головоломки в розумінні поведінки цього стародавнього організму і водночас вказують на універсальні принципи, що лежать в основі поведінки. Ми передбачаємо потенційне застосування наших результатів у розробці інтелектуальних матеріалів і створення м'яких роботів, здатних орієнтуватися в складних середовищах ".