Биологи изучили и описали весьма любопытный механизм, который позволяет одноклеточному организму вида Physarum polycephalum усваивать новый опыт (несмотря на то, что у него, что естественно, нет нервной системы).
Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences исследователями из Университета Тулузы.
P. polycephalum относится к простейшим, а именно к слизевикам. Существо, состоящее из одной клетки, разумеется, не может иметь нейронов и никакого подобия мозга.
Тем не менее в 2016 году биологи выяснили, что этот слизевик демонстрирует простейшую форму обучения, а именно привыкание. Она проявляется в том, что организм перестаёт реагировать на повторяющийся сигнал. Поясним, что, не имея этой способности, люди, например, не могли бы уснуть в комнате с тикающими часами.
P. polycephalum, конечно, привыкал не к тиканию, а к наличию в окружающей среде поваренной соли (хлорида натрия). Соль в используемой концентрации была для него безвредна, но непривычна, и поэтому первоначально он стремился избежать контакта с солёной средой (защитная реакция, выработанная в ходе естественного отбора). Однако спустя некоторое время слизевик привыкал к «солёненькому» и больше не бежал в нейтральную среду.
Но биологов удивило даже не это, а то, что слизевик может делиться «собранной» информацией со своими собратьями.
Как ему это удаётся? Вариантов в общем-то немного. Известен лишь один путь передачи и обработки информации в одноклеточных организмах: химический (у многоклеточных он, к слову, тоже не утратил своего значения).
Соответственно, естественно было бы предположить, что простейшие перестают реагировать на соль, когда в их внутренней среде накапливается какое-то вещество. Этой же субстанцией они обмениваются, делясь таким образом полученной информацией.
В пользу химического пути передачи сигнала говорит важное обстоятельство: «новичок» перенимает у «ветерана» умение не бояться соли только тогда, когда соединяются их венозные сети (своеобразные внутриклеточные «кровеносные сосуды», по которым циркулируют различные вещества).
Но какое именно соединение выступает в роли носителя информации? Исследователи предположили, что это сама соль. То есть P. polycephalum не избегает соли, когда она постоянно присутствует в его организме. Объяснение проще некуда, но в самый раз для простейших.
Чтобы проверить эту гипотезу, биологи подвергли слизевики воздействию солёной среды на протяжении шести дней. Затем они убедились, что «подопытные» привыкли к ней. После этого учёные измерили концентрацию соли в клетках слизевиков. Она оказалась в десять раз больше, чем до «обучения».
После этого экспериментаторы поместили «опытных» P. polycephalum в нейтральную среду. Те в течение двух суток выделяли соль. Когда концентрация хлорида натрия в одноклеточных вернулась к нормальному уровню, они потеряли воспоминания о том, что соль не опасна, и снова принялись избегать её.
Тогда учёные взяли «наивных» слизевиков, никогда не контактировавших с солью, и ввели её раствор прямо в их внутриклеточную среду. Через два часа эти P. polycephalum стали вести себя так же, как и прошедшие шестидневное «обучение» (и ещё не пережившие «реабилитацию» в нейтральной среде).
Таким образом, эксперимент показал, что привыкание к соли действительно обеспечивает сама соль, скопившаяся внутри клетки.
Тогда биологи задались вопросом, сохраняется ли память о воздействии соли, когда слизевики впадают в «спячку» из-за неблагоприятных внешних условий (эта способность есть у многих одноклеточных). Чтобы проверить свои догадки, авторы заставили «уснуть» слизевиков, «съевших вместе пуд соли». «Разбуженные» через месяц, они всё ещё демонстрировали память о том, что соль безопасна.
Теперь авторы надеются выяснить, к какой предельной концентрации соли могут привыкнуть эти простейшие, а также умеют ли они запоминать несколько вещей одновременно (ранее было показано, что слизевики также избегают хинина и кофе).
Оригинал earth-chronicles.ru
