像所有黏菌一样，多头绒泡菌没有大脑或神经系统——但它却以某种方式“记住”食物地点以供将来参考。在一篇新论文中，德国哥廷根马克斯·普朗克动力学与自组织研究所的生物物理学家米尔娜·克拉马尔和卡伦·阿利姆描述了该生物的内部结构如何变化以编码过去的食物位置。
尽管黏菌是非常简单的生物——只是一个相互交织的管状系统——但它们可以解决复杂的优化问题，例如找到迷宫中的最短路径。单纯的刺激-反应活动模式——例如，爬向特定分子浓度增加的地方或避开有害的机械刺激——无法解释它们技能的程度。它们如何吸收和保留信息长期以来一直不清楚。
该研究发表在《美国国家科学院院刊》上，揭示了当多头绒泡菌的部分与食物来源接触时，它们会释放一种物质，软化管状网络的凝胶状壁，使其因固有的内部压力而扩张。黏菌通过沿着较宽的管子扩张和修剪较窄的管子来移动——因此，扩大的管子有效地记录了过去的食物位置，因为即使食物消失后，它们也会影响生物体的整体生长方向。
为了支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事。
研究人员尚不清楚这种软化物质是什么，但通过模拟管径的变化，他们发现它很可能是一种可溶性物质，通过流动和扩散传播。该团队认为，这种机制也可能在其他“活体流动网络”中很常见，例如脊椎动物的血管系统。
不参与这项研究的德国不莱梅大学物理学家汉斯-冈特·多贝雷纳表示，克拉马尔和阿利姆“很好地确定了黏菌行为的机械生物学机制，实现了类似记忆的功能”。他说，未来对黏菌执行复杂任务能力的研究，将需要检验“调节其行为的分子信号、材料特性和细胞液的流动模式”。
同样没有参与这项研究的新泽西理工学院生物学家西蒙·加尼耶补充说，这项工作建立在先前对这种生物体如何编码过去经验的调查之上。研究人员的模型“为黏菌如何实现这一壮举提供了一个很好的机械解释”，他说。加尼耶补充说，这可能会改进网络优化和路由算法，类似于那些受蚂蚁 colony 启发的算法。