园丁有时会在他们的后院遇到它们——海绵状的黄色团块蹲在泥土中或缓慢吞噬木屑。徒步旅行者经常发现它们像洒出的超浓芝士通心粉一样，紧贴在腐烂的木头侧面。在墨西哥，有人据报道从树木和岩石上刮下它们柔软的身体，然后像炒鸡蛋一样炒着吃。它们是黏菌：胶状变形虫，与破坏酸面包和黑麦面包的真菌霉菌几乎无关。生物学家目前将黏菌归类为原生生物，这是一个为“我们不太了解的一切”保留的分类群，悉尼大学的克里斯·里德说。
科学家们已经开始了解的是，黏菌比它们看起来聪明得多。特别是其中一种，海绵宝宝黄色的多头绒泡菌，可以解决迷宫问题，模仿人造交通网络的布局，并从多样化的菜单中选择最健康的食物——而这一切都无需大脑或神经系统。“黏菌正在重新定义你具备什么才能算作智能，”里德说。
这段视频是通过NOVA和大众科学之间的合作制作的。要了解更多关于黏菌和其他神奇生物的信息，请观看“动物在思考什么？”，该节目在NOVA scienceNOW播出，于2012年11月7日晚上10点在PBS播出。
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在野外，多头绒泡菌会在落叶层中翻找，并沿着木头渗出，寻找细菌、真菌孢子和其他微生物，然后像1958年恐怖电影《幽浮魔 Blob》中的不定形外星生物一样将它们包裹和消化。尽管多头绒泡菌通常表现得像一个共同觅食的合作个体群体，但实际上它一生中的大部分时间都是作为一个单细胞存在的，其中包含数百万个细胞核，即DNA、酶和蛋白质的小囊。这个单细胞是一个塑造形态的大师。多头绒泡菌根据其生长地点和方式呈现不同的外观：在森林中，它可能会把自己长成巨大的黄色球状物，或者像叶子背面的一抹不起眼的芥末酱一样；在实验室中，被限制在培养皿中，它通常会将自己薄薄地铺在琼脂上，像珊瑚一样分支。生物学家在三十多年前首次将黏菌带入实验室，研究它的运动方式——这与肌肉在分子水平上的工作方式有很多共同之处——并检查它在分裂时重新连接自身的方式。“在最早的研究中，没有人认为它可以做出选择或以看似智能的方式行为，”里德解释说。这种想法已经彻底改变了。
在2000年代初期，当时在日本北海道大学的中垣俊之和他的同事们将一个多头绒泡菌切碎，并将碎片散布在一个塑料迷宫中。黏菌的碎片开始生长并相互寻找，迅速扩张以填满整个迷宫。中垣和他的团队在迷宫的起点和终点放置了装满营养物质的琼脂块。四个小时后，黏菌已经从死胡同走廊中缩回了它的分支，完全沿着两块食物之间可能的最短路径生长。
在过去的十月，里德和他的同事发表了一项研究，揭示了黏菌导航环境的方式甚至比之前认识到的更加复杂。当多头绒泡菌在迷宫中移动或沿着森林地面爬行时，它会留下半透明黏液的痕迹。里德和他的团队注意到，觅食的黏菌会避开它已经走过的粘性区域。里德推断，这种细胞外黏液是一种外化的空间记忆，它提醒多头绒泡菌去探索新的地方。
为了测试这个想法，里德和他的同事们将黏菌放在培养皿中，在一个U形屏障后面，这个屏障阻挡了通往一块食物的直接路线。由于屏障是由干燥的醋酸纤维制成的，黏菌无法粘附在上面并爬过去；相反，它们必须沿着U形的轮廓走向食物。最终，24个黏菌中有23个到达了目标。但是，当里德在引入黏菌之前，用细胞外黏液涂满了培养皿的其余部分时，只有24个中的8个找到了食物。所有预先存在的黏液都使黏菌感到困惑，阻止了它们将不同的区域标记为已探索或未探索。里德认为，迷宫中的多头绒泡菌也同样依赖于它的黏液，用它来首先绘制整个迷宫的地图，然后记住哪些走廊是死胡同。
对于黏菌来说，导航迷宫是一项相当令人印象深刻的壮举，但这种原生生物实际上能够解决更复杂的空间问题：在实验室中，黏菌已经有效地再现了微型的东京铁路网络，以及加拿大、英国和西班牙的高速公路。当研究人员将燕麦片或其他食物碎片放置在与大城市和城市区域相同的位置时，黏菌首先吞没了可食用地图的全部。然而，在几天之内，这些原生生物就自行变薄，留下了相互连接的黏液分支，这些分支以几乎与人造道路和铁路线连接东京、欧洲和加拿大的主要枢纽相同的方式连接着食物碎片。
换句话说，单细胞无脑变形虫并没有以随机的方式在食物碎片之间生长出活的分支；相反，它们的行为就像一组人类工程师，生长出最有效的网络。正如工程师设计铁路以在地形允许的情况下尽可能快地将人们从一个城市运送到另一个城市一样——只铺设所需的建筑材料——黏菌找到了从一个食物块到另一个食物块的最经济路线，从而节省了能量。英国西英格兰大学布里斯托分校的安德鲁·亚当茨基和其他研究人员对原生生物的行为印象深刻，他们提议使用黏菌来帮助规划未来的道路建设，可以使用活的原生生物，也可以使用采用其决策过程的计算机程序。研究人员还通过用威慑物（如盐粒或光束）对抗黏菌来模拟现实世界中的地理限制，如火山和水体，黏菌必须绕过这些威慑物。
另一组实验表明，黏菌不仅可以导航空间，还可以导航时间，利用一种原始的内部时钟来预测和为未来环境的变化做好准备。北海道大学的西草哲和他的同事们——包括中垣——将一个多头绒泡菌放置在一个琼脂培养皿的凹槽中，该培养皿储存在温暖潮湿的环境中（黏菌在湿度高的环境中茁壮成长）。黏菌沿着凹槽爬行。然而，每隔30分钟，科学家们就会突然降低温度并降低湿度，使多头绒泡菌处于不利的干燥条件下。黏菌本能地开始爬行得更慢，以节省能量。经过几次试验后，西草和他的同事们停止改变黏菌的环境，但每隔30分钟，变形虫的步速仍然自发地减慢。最终，它停止了自发减速。黏菌在60分钟和90分钟的间隔也做了同样的事情，尽管平均而言，只有大约一半的受试黏菌在没有环境变化的情况下表现出自发减速。
由于黏菌不能依赖它的黏液来完成这个技巧，西草推测它反而依赖于某种内部机制，可能涉及其单细胞中永久跳动的凝胶状物质，称为细胞质。黏菌的膜有节奏地收缩和舒张，保持细胞质在内部流动。当变形虫的膜遇到食物时，它会更快地跳动和扩张，允许更多的细胞质流入该区域；当它偶然遇到令人厌恶的东西——例如强光——时，它的跳动会减慢，细胞质会移动到其他地方。不知何故，黏菌可能正在跟踪自身有节奏的跳动，从而创造出一种简单的时钟，使其能够预测未来的事件。
多头绒泡菌不仅是一个伟大的导航者和良好的前瞻性思考者，可以这么说——它也是一个健康的食客。黏菌在由三分之二蛋白质和三分之一碳水化合物组成的饮食中存活得最好。法国保罗·萨巴蒂埃大学的奥黛丽·杜苏图将黏菌放置在一个由11种不同食物组成的钟面中心，每种食物都具有独特的蛋白质和碳水化合物比例。当呈现出这份圆形菜单时，黏菌始终如一地聚集在营养成分最佳平衡的食物上。
与大多数生物相比，黏菌在地球上存在的时间非常长——它们至少在6亿年前进化出来，甚至可能早在10亿年前。当时，还没有生物进化出大脑甚至简单的神经系统。然而，黏菌并非盲目地从一个地方渗到另一个地方——它们仔细地探索它们的环境，寻找资源之间最有效的路线。它们不接受它们发现自己所处的任何环境，而是选择最适合它们生存的条件。它们记忆、预测和决策。通过用如此少的资源做如此多的事情，黏菌代表了对基于复杂大脑的智能的一种成功且令人钦佩的替代方案。你可以说它们打破了常规。