باريسا عباسي: تخيل أنك تمشي في الغابة وأن قدمك تنزلق على جذع شجرة. من خلال تحريكه ، سترى أن هناك شيئًا أصفر ورطبًا تحته ، وبنيته كسورية (تكرار لأنماط هندسية مماثلة) ودقيقًا.
ما تراه هو شكل من أشكال البلازموديوم بقعة (الاسم العلمي Physarum polycephalum) أو قالب الوحل متعدد الرؤوس. يلعب هذا المخلوق ، مثل غيره من قوالب الوحل في الطبيعة ، دورًا مهمًا في البيئة ويساعدهم على العودة إلى شبكة الغذاء عن طريق تحلل المواد العضوية.
هذا المخلوق الصغير الغريب ليس له دماغ أو جهاز عصبي. يتكون الجسم الأصفر اللامع لهذا المخلوق من خلية واحدة فقط. نما هذا النوع من العفن الوحل دون تغيير تقريبًا في الموائل الرطبة والمتحللة لمليار عام. ولكن على مدار العقد الماضي ، تغيرت الطريقة التي نفكر بها بشأن معرفتهم بالبيئة وقدرتهم على حل المشكلات.
تقول أودري دوساوتر ، عالمة الأحياء في المركز الوطني الفرنسي للبحوث العلمية: “أعتقد أن هذه هي الثورة التي حدثت عندما أدرك الناس أن النباتات يمكن أن تتواصل مع بعضها البعض”. “حقيقة أنه حتى هذه الميكروبات الصغيرة يمكنها التعلم تجعلك تشعر ببعض التواضع.”
اقرأ أكثر:
P. polycephalum ، المسمى “Blob” من قبل Dusutor ، ليس من غير المألوف. يمكن العثور عليها في البيئات المظلمة والرطبة والباردة ، مثل السطح المغطى بأوراق الشجر لأرضيات الغابات. انه غريب جدا؛ لأنه على الرغم من أننا نطلق عليهم اسم “العفن” ، إلا أنهم ليسوا في الواقع من عائلة الفطر. هم أيضًا ليسوا حيوانات أو نباتات ولكنهم أعضاء في الطلائعيات (البروتوزوا). الكائنات الحية التي تشترك في أشياء مع جميع المجموعات ولكنها غير مصنفة في أي فئة من فئات الحيوانات أو النبات أو الفطريات.
تبدأ الحياة مثل العديد من الخلايا المفردة ، ولكل منها نواة مستقلة. يتغذى هذا الكائن الحي وينمو في مرحلته الخضرية ثم يتحدان ليشكلوا المتصورة.
هذا الكائن الحي ، ذو الشكل والصورة الذي يشبه الأوردة والجذور ، ويتغذى ويستكشف بيئته ، هو مع ذلك خلية تحتوي على ملايين أو حتى بلايين من النوى تطفو في سائل سيتوبلازمي محاط بغشاء أصفر لامع.
تصور بدون دماغ
مثل جميع الكائنات الحية ، يجب أن يكون P. polycephalum قادرًا على اتخاذ قرارات بشأن بيئته. يجب عليهم البحث عن الطعام وتجنب الأخطار. يجب أن يجد هذا الكائن الحي الظروف المثالية لدورته التناسلية. وهذا هو المكان الذي يصبح فيه صديقنا الأصفر الصغير مثيرًا للاهتمام حقًا. P. متعدد الرأس ليس لديه جهاز عصبي مركزي ، ولا حتى أنسجة خاصة. ومع ذلك ، يمكنه حل الألغاز المعقدة وتذكر أشياء جديدة ، أشياء اعتدنا أن نعتقد أن الحيوانات فقط يمكنها فعلها.
قال كريس ريد ، عالم الأحياء بجامعة ماكواري في أستراليا ، لـ ScienceAlert في عام 2021: “من الواضح أننا نتحدث عن الإدراك في الكائنات الحية التي ليس لديها أدمغة أو خلايا عصبية”. لذا فإن الآليات الأساسية وإطارها الهيكلي وكيفية تعاملها مع ذلك المعلومات مختلفة تمامًا عن طريقة عمل أدمغتنا. من خلال طرح نفس تحديات حل المشكلات التقليدية على الحيوانات ذات العقول ، يمكننا أن نرى كيف يحقق هذا النظام المختلف تمامًا نفس النتائج. “نستنتج هنا أن وجود دماغ أو نوع من نظام معالجة المعلومات القوي ليس بالضرورة ضروريًا دائمًا للعديد من الأشياء التي اعتقدنا دائمًا أننا بحاجة إليها.”
P. polycephalum معروف جيدًا للعلم. كما يوضح هانز غونتر دوبرينر ، الفيزيائي بجامعة بريمن في ألمانيا: “على مدى العقود الماضية ، كان هذا الكائن الحي بمثابة العمود الفقري لبيولوجيا الخلية. كان من السهل محاكاة وصيانة ودراسة “.
مع اكتمال بنك التحليل الجيني الخاص بنا ، تم تجاوز الكائنات الحية مثل الفئران أو خطوط الخلايا مثل Hela وتم إيلاء اهتمام أقل لـ P. polycephalum.
اقرأ أكثر:
في عام 2000 ، عزل عالم الأحياء الياباني توشيوكي ناكاجاكي من RIKEN هذا المخلوق الصغير ، ولكن ليس لبيولوجيا الخلية. نُشرت ورقته البحثية ، “حل لغز معقد من كائن أميبوي ،” في مجلة Nature ، والعنوان هو بالضبط ما فعله P. polycephalum.
وضع ناكاجاكي وفريقه قطعة من البلازموديوم أمام مسار متعرج ، وفي الطرف الآخر كانت بكتيريا الشوفان ، طعامهم المفضل ، وانتظروا رؤية النتيجة.
كانت النتائج مذهلة. تمكن هذا الكائن الغريب غير الخلوي من إيجاد أسرع طريقة في هذا الطريق المتعرج إلى الغذاء.
وقال ريد: “أثار هذا موجة من الأبحاث في اختبارات أكثر صعوبة على العفن اللزج”. كانت جميعها تقريبًا مفاجئة بطريقة ما وحيرة الباحثين حول كيفية عمل عفن الوحل. علاوة على ذلك ، كشفت هذه التجارب عن بعض قيودها. “ولكن الأهم من ذلك كله ، كانت رحلة اكتشاف لمعرفة كيف يمكن لهذا المخلوق البسيط أن يؤدي المهام المطلوبة منه ، في حين كان يُنظر دائمًا إلى هذه التجارب على أنها كائنات أكثر ذكاءً.”
مليئة بالمفاجآت
أعاد ناكاجاكي بناء مترو أنفاق طوكيو وحدد تقاطعات المحطات بالشوفان. كان P. polycephalum قادرًا على إعادة إنشاء الشكل المعقد لمترو الأنفاق هذا تمامًا تقريبًا – على الرغم من أن الإصدار المصنوع من قالب الوحل كان أكثر مقاومة للتلف ، وإذا تم قطع خط واحد أو تلفه ، يمكن لبقية الشبكة أن تستمر في العمل.
ومع ذلك ، وجد فريق آخر من الباحثين أن Protist يمكن أن يحل بشكل فعال مشكلة البائع المتجول (واحدة من أهم المشاكل وأكثرها استخدامًا في علوم الكمبيوتر وبحوث العمليات). هذه مشكلة رياضية معقدة يستخدمها المبرمجون عادة لاختبار الخوارزميات.
في وقت سابق من هذا العام ، اكتشفت مجموعة من الباحثين أن P. polycephalum يمكن أن يتذكر المكان الذي وجد فيه الطعام في السابق بناءً على بنية وظروف كل منطقة. يتبع هذا العمل البحث السابق الذي أجراه Dasotoor et al. اكتشفوا أن بقع العفن اللزج قادرة على التعرف على المواد التي لا تحبها وتذكرها ، وتمرير هذه المعلومات عند دمجها مع بقع قوالب الوحل الأخرى.
قال Dosotore: “ما زلت مندهشًا من تعقيدها لأنهم دائمًا ما يفاجئونك في تجربة ، ولا يفعلون أبدًا ما تتوقعه بالضبط”.
في إحدى حالات الاختبار ، اختبر فريقه وسيطًا لزراعة خلايا الثدييات لمعرفة ما إذا كان العفن سيحبها أيضًا.
“هذا المخلوق يكره هذه البيئة. لذلك بدأ ببناء هيكل غريب ثلاثي الأبعاد حتى يتمكن من اللحاق بها والهرب “.
شبكة المعالجة
على الرغم من أن P. polycephalum تقنيًا كائن أحادي الخلية ، إلا أننا نعتبره شبكة تعرض السلوك الجماعي. يعمل كل جزء من الغشاء المخاطي بشكل مستقل تمامًا وبدون نظام معالجة مركزي ، يشارك المعلومات مع الأجزاء المجاورة له.
قال ريد: “أعتقد أنه مشابه جدًا للخلايا العصبية في الدماغ ، لديك دماغ يتكون من الكثير من الخلايا العصبية – وينطبق الشيء نفسه على العفن اللزج”.
هذا التشابه الدماغي مثير للاهتمام حقًا وليست هذه هي المرة الأولى التي تتم فيها مقارنة P. polycephalum بشبكة من الخلايا العصبية. إن طوبولوجيا وهيكل شبكات الدماغ وبقع العفن الوحل متشابهة للغاية ، ويظهر كلا النظامين تقلبات.
اقرأ أكثر:
photo دودة غريبة غير مؤذية تتحول إلى أفعى في لحظة!
لم يتضح بعد كيف يتم توزيع المعلومات ومشاركتها في قالب الوحل ، لكننا نعلم أن أوعية P. polycephalum تتقلص لتعمل كمضخة تمعجية ، وترسل السائل السيتوبلازمي تحت الضغط من جزء إلى آخر. ويبدو أن التقلبات في هذا السائل تتزامن مع المنبهات الخارجية.
قال دوبرينر لموقع ScienceAlert: “نظرًا لتفاعلهم السلوكي ، يُعتقد أن هذه التذبذبات تقوم في الواقع بنقل المعلومات ومعالجتها ، وهذا يشكل سلوك هذا المخلوق”. إذا كان لديك شبكة من Physarum تنجذب إلى طعام معين ، فعندما تقابل السكر ، فإن الكائن الحي سيغير نمط اهتزازه ويبدأ في الاهتزاز بشكل أسرع. بسبب هذه التذبذبات ، يبدأ الكائن الحي بأكمله في تغيير نمط التذبذب بسرعة أكبر ويبدأ في التحرك في الاتجاه الذي يوجد فيه الطعام “.
في عام 2021 ، نشر هو وزملاؤه ورقة توضح أن هذه التذبذبات تشبه إلى حد كبير تلك التي تظهر في الدماغ ، باستثناء أنها تشتمل على نظام هيدروديناميكي بدلاً من الإشارات الكهربائية.
قال: “السؤال ليس ما هو الوميض وكيف تنتقل المعلومات ، ولكن الوميض وطوبولوجيته مرتبطان بهذه المشكلة ؛ ما إذا كان العصبون متصلًا بخلايا عصبية أو 100 خلية عصبية أخرى ؛ هل تتواصل الخلايا العصبية مع الخلايا العصبية المجاورة فقط أم أنها تتواصل أيضًا مع الخلايا البعيدة؟ »
تعريف الإدراك
بقدر ما يبدو عمل هذا المخلوق مثيرًا ، فإن أي باحث يعمل على هذا الموضوع سيخبرك أن P. polycephalum ليس دماغًا في حد ذاته. بقدر ما نستطيع أن نقول ، فإن المخلوق غير قادر على معالجة المعلومات ذات المستوى الأعلى أو التفكير بشكل تجريدي.
بينما تبدو هذه الفكرة مثيرة للاهتمام ، فإن هذا المخلوق لن يتحول إلى أي شيء مثل الدماغ. كان لدى الكائن الحي مليارات السنين للقيام بذلك ، ولكن لا توجد علامة على التحرك نحو هذه الفكرة (على الرغم من أن كتاب الخيال العلمي يحبون هذه النظرية ويمكنهم قبولها والعمل معها).
فيما يتعلق بالبيولوجيا العامة ، فإن العفن الوحل له هيكل بسيط للغاية. وهذه الحقيقة تغير الطريقة التي ندرك بها حل المشكلة.
مثل أي كائن حي آخر ، يحتاج هذا المخلوق إلى الغذاء ، ويحتاج إلى التحرك في البيئة ويحتاج إلى مكان آمن للنمو والتكاثر. يمكن أن تكون هذه المشاكل معقدة ، ولكن يمكن حلها من خلال P. متعدد الرأس مع الهندسة المعرفية محدودة للغاية. وفقًا لريد ، “هذا المخلوق يقوم بذلك بطريقته الخاصة البسيطة ، على الرغم من القيود الخاصة به ، وحقيقة أنه يفعل هذه الأشياء بمفرده هو شيء جميل في هذا النظام.”
نحن نتعامل بشكل أساسي مع كائن حي – بصلة رطبة ، لزجة ، محبة للرطوبة – تختلف معرفتها اختلافًا جذريًا عن معرفتنا. ومثل مثال مترو أنفاق طوكيو ، يمكن أن يعلمنا طرقًا جديدة لحل مشاكلنا.
قال ريد: “إنه يعلمنا في الواقع طبيعة الذكاء ، ويتحدى وجهات نظر معينة ويوسع المفاهيم بشكل أساسي”. إنه يجبرنا على تحدي المعتقدات البشرية القديمة حول البشر بأننا فريدون وأكثر قدرة بكثير من المخلوقات الأخرى “.
مصدر: ScienceAlert
5858
.