單細胞生物“科學(xué)家”
柳靜
①人類被稱為地球上最具智慧的生命體,具有強大的思考與設(shè)計能力。但是你知道嗎,地球上竟然有一種單細胞生物的智商遠遠超越了科學(xué)家們的預(yù)期。更令人意想不到的是,它只是一團毫不起眼的黏糊物--黏菌,一種已經(jīng)存在了幾億年之久的真核生物。
②在一次實驗中,研究人員利用黏菌的避光性,以光點模擬日本地形,然后在地形上對應(yīng)東京幾處重要地鐵站的地方放置食物。結(jié)果發(fā)現(xiàn),黏菌能以最省時和最科學(xué)的鋪展路徑取得這些食物,并在此過程中形成一個網(wǎng)絡(luò)!而這個逐漸形成的網(wǎng)絡(luò),竟和錯綜復(fù)雜的東京地鐵路線幾乎一模一樣。也就是說,黏菌用短短的26個小時,就完成了一群頂尖工程師花幾十年才完成的事情。
③那么,這一團黏菌既沒有大腦,又沒有神經(jīng)元,怎么會具有如此強大的設(shè)計能力呢?這一切要從黏菌的生物性說起。黏菌為了尋找食物,會先朝四面八方延展,定位所有食物位置后,它們便會收縮回來,繼而形成一個高效率的傳輸網(wǎng)絡(luò)將食物聯(lián)結(jié)起來。如此一來,它便能自由自在地通過這些網(wǎng)絡(luò)來吸收食物的養(yǎng)分,而這些網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)也不會太復(fù)雜,否則會消耗黏菌太多的能量。
④更值得一提的是,這位單細胞生物“科學(xué)家”的身上還有許多優(yōu)點值得我們?nèi)祟悓W(xué)習(xí)呢。
⑤首先是風(fēng)險評估能力。在實驗中,若通往某個食物源的路線只有一條,那就很有可能因發(fā)生意外而中斷。因此,黏菌會在主要路線旁建立次要路線,以備不時之需,達到了安全與效率之間的完美平衡。
⑥其次是記憶力和學(xué)習(xí)能力。在實驗中,研究人員每隔一段時間便會給黏菌一些外在刺激,例如吹風(fēng)或光照,使黏菌的生長受挫。持續(xù)一段時間后,研究人員會突然中斷這些刺激。而此時的黏菌如同有了記憶一般,會在原本應(yīng)該出現(xiàn)刺激的時間點減緩生長速度,仿佛能夠預(yù)測刺激的到來,并以減緩生長速度減少損傷。
⑦最后,黏菌是靠每個細胞自動自發(fā)地同步脈動來傳輸外界訊息,并在內(nèi)部建構(gòu)一個復(fù)雜的認知體系。這套獨特的資訊處理方式,不同于電腦或人類的大腦,它是用單一的中央處理器來思考并整理資訊的。毫無疑問,這樣的發(fā)現(xiàn)即將改變?nèi)祟愇磥淼碾娔X和網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。
(選自《知識窗》2018年第1期,有刪改)