Uralkodik | Protozoa |
---|---|
Osztály | Myxomycota |
Osztály | Myxomycetes |
Rendelés | Physarales |
Család | Physaraceae |
Kedves | Physarum |
Physarum polycephalum , gyakrabban nevezik blob , egy faj egysejtű az iszap penész a sorrendben a Physarales élő hűvös, nedves környezetben, például avarban vagy erdei holtfa. Ezt az amibozoát 2015 óta a mycetozoa közé sorolták .
A különféle formákra képes szervezet, a Physarum polycephalum , bár nincs agya, bizonyos tanulási képességekkel rendelkezik. A gombákhoz hasonlóan , amelyeknek nem része, ennek az egysejtű organizmusnak is több ezer másolata van a magjában (lehetővé téve széttöredezését és a töredékek összeolvadását), ami történelmi hibát okozott: régóta azt hitték, hogy ez az óriássejt egy gomba volt, és több maggal rendelkezett, ezért a Physarum polycephalumot régóta "gombának" és "polinukleárisnak" nevezik.
A binomiális név Physarum polycephalum adtak hozzá 1822 az amerikai mycologist Lewis David von Schweinitz . Ez a görög és latin keverék szó szerint "kis hólyagot" és "sok fejet" jelent. Ez a tudományos név sok szinonimák, beleértve didimium vagy Lignydium helyett Physarum .
A XXI th században , az iszap penész nevezték „a blob” való hivatkozással más felhasználási szó blob (bár angolul beszélők ne használja ezt a kifejezést az iszap penész), beleértve a sci-fi film A Blob d „Irvin S. Yeaworth Jr. Ennek az 1958-ban bemutatott filmnek központi karaktere egy óriási, nyálkás idegen, amely nagyobbá válik a lakók lenyelésével (a Physarum polycephalum sejtje naponta megduplázódik).
A blob kifejezést a francia nyelvű sajtó és általában a média napjainkban is széles körben használja.
Látható, hogy a szabad szemmel, Physarum polycephalum általában sárga színű, táplálkozó spórák és spóratartók a gombák , baktériumok és más mikroorganizmusok . A Physarum polycephalum az egyik legkönnyebben in vitro növekvő eukarióta mikroorganizmus (a nedves papírtörlő és a zabpehely elegendő), és mint aminosav mozgását és a sejtek mozgékonyságát vizsgáló modellszervezet .
A fő vegetatív fázisának Physarum polycephalum a Plasmodium vagy Plasmodium. Ez a plazmodium protoplazmatikus vénák hálózataiból áll, amelyek biztosítják a tápanyagok eloszlását , és számos magot. Ebben a szakaszban keresi a test az ételt. A plazmodium körülveszi az ételt, és enzimeket választ ki az emésztéséhez.
Ha a környezeti viszonyok miatt a Plasmodium kiszárad táplálkozás vagy migráció során, akkor szkleróciát képez . A szklerócia több magból áll, és erősen megerősített szövetekből áll, amelyek szunnyadó stádiumként szolgálnak, így hosszú ideig biztosítják a Physarum polycephalum védelmét . Amint visszatérnek a kedvező körülmények, a plazmodium újra megjelenik, hogy folytassa az élelmiszer-keresést.
Ha az élelem tartalékai kimerülnek, a plazmodium szaporodni kezd sporocystákat képezve . Néhány ciszta a plazmodiumban képződik, a meiózis ezeken a struktúrákon belül és a spórák formájában jelentkezik. A sporocysták általában a szabadban képződnek, így a spórákat a szél eloszlatja. A spórák évekig életképesek maradhatnak. Amikor azonban a környezeti feltételek kedvezőek a növekedéshez, a spórák kicsíráznak és felszabadulnak vagy flagellált, vagy amoeboid sejtekből (mozgási szakasz). A sejtek ezután egyesülve új plazmodiumot képeznek.
Fusion csak akkor kerül sor, ha a Physarum polycephalum vannak a különböző nemű típusú , ami nagyobb az esély, hiszen 720 különbözőt. A folt nemi típusát tulajdonképpen három genetikai hely határozza meg, matA, MatB és matC jelöléssel, amelyeknek 16, 15 és 3 ismert allélje van (összesen 720 különböző kombinációval).
A genom a Physarum polycephalum részben szekvenáljuk.
A Physarum polycephalumot gyakran használják a biológiai szerkesztés tanulmányozására ; ez a mai napig az egyetlen organizmus ismert szerkesztés ribonukleinsav (RNS) a két inszerciós és szubsztitúciós a nukleotidok .
A mozgása Physarum polycephalum kapcsolódik egy citoplazmatikus jelenlegi úgynevezett „ shuttle streaming ” angolul, felidézve az oda-vissza transzfert ( shuttle ). Ezt a shuttle streaminget a citoplazma áramlásának előre-hátra történő irányváltása jellemzi, körülbelül két perces időintervallummal. A plazmodium belsejében a hajtóerőt az összehúzódás generálja, majd a membránrétegek relaxációja következik be, amelyek valószínűleg aktinból állnak ( az összehúzódáshoz kapcsolódó aktinszálas típusúak ). Az izzószálak rétege nyomásgradienst hoz létre , amelyen keresztül a citoplazma a plazmodium belsejében áramlik.
A folt kiválaszt egy nyálkát, amely megvédi a kiszáradástól, de taszító szerepe is van, amely megakadályozza, hogy kétszer fedezze fel ugyanazt a pályát. Ez a külső térbeli memória lehetővé teszi, hogy 1 cm / h sebességgel mozogjon .
A Physarum polycephalum nagyon meglepő magatartást mutathat, amelyet a tudományos kutatás még nem magyarázott el teljesen. A CNRS kutatócsoportja kimutatta, hogy a Physarum polycephalum nemcsak megtanulhat, hanem új memorizált információkat is továbbíthat a rokonok számára, ha átmenetileg összeolvad velük.
Ennek a csapatnak a kísérletében 4000 egyént osztanak két azonos méretű csoportba, a H csoportba ("megszokott") és az N csoportba ("naiv"). A H csoportba tartozó személyek edzenek, hogy elnyomják az ártalmatlan anyagok, például a só, természetes ellenszenvét, hogy elhozzák ételeiket a vele borított híd másik oldaláról; az N csoportba tartozók csak ezen anyagoktól mentes hídon léphetnek át. Ezután az egyes csoportok egyedeit ugyanabba a helyzetbe hozzuk, amely abból áll, hogy át kell menni egy sóval borított hídon, hogy megkapják az ételt: azt látjuk, hogy a H csoport egyedei sokkal gyorsabban teljesítik a feladatot.
Másodszor HH, HN és NN párokat hozunk létre, és ebben a helyzetben újra összeállítjuk őket. Ezután megfigyelhető, hogy táplálékuk megszerzéséhez az N egyedek, akik társulnak a H egyedekkel, olyan gyorsak, mint ők; sokkal gyorsabbak, mint a többi N. egyed. Végül újból azzal kezdjük, hogy a párokat elkülönítjük akár egy, akár három órával azután, hogy hagytuk őket egyesülni, majd csak utána vetjük alá ismét az egyéneket a sóhíd tesztnek. Ebben az esetben azt látjuk, hogy a H-val összeolvadó N-k közül csak azok, amelyek három órán át összeolvadnak, olyan gyorsak, mint a H-k.
A kutatók, miután észrevették, hogy ez az idő is szükséges egyfajta véna kialakulásához a két egyesült egyén között, felvetették a még nem ellenőrzött hipotézist (2016. december), amely szerint ez az információ továbbításának egyik Physarum polycephalumból a másikba történő továbbítása . Egyelőre nem világos, hogy ezeket az információkat milyen formában továbbítják és dolgozzák fel.
A tanulás ezen fogalmát körültekintően kell vizsgálni, ez ösztönzi az értelmezési elfogultságot, amely az információk memorizálásával felkészül az intelligencia egy formájának lehetőségére. A kezdeti sajtóközlemény csak azt a képességet idézi, hogy „át lehet szokni” a tapasztalatok korlátai ellenére. A H csoportban számos biológiai reakció megoldható, és ott az intelligencia bármilyen formájának igénybevétele nélkül rögzíthető, többek között epigenetikus módosítások is lehetségesek, vagy még inkább, figyelembe véve a Physarum polycephalum genetikai plaszticitását .
Japán és magyar kutatócsoport úgy véli, hogy a Physarum polycephalum képes az agar útvesztőjében haladni, a lehető legrövidebb út azonosításával, amikor két ételt helyeznek el minden bejáratnál. A valóságban a Physarum polycephalum bejárja az egész labirintust, és csak a legrövidebb úton tart.
A tanulmány azt mutatja, hogy a Physarum polycephalum képes összetett problémákat megoldani, amelyek több élelmiszerforrást is magukban foglalnak. Ehhez a kutatók egy olyan felületre helyezik a szervezetet, ahol az étkezési pontok szétszóródnak a tokiói régió különböző városait képviselve . A Physarum polycephalum optimalizált hálózatot hoz létre az élelmiszerforrások között, a leghatékonyabban köti össze a különböző állomásokat.
Ismételten generáló meleg és hideg ingerek a Physarum polycephalum , és ez a 60 perces időközönként, biophysicists a University Hokkaido kiderül, hogy a Plasmodium tudja előre ezen ingerek oly módon, hogy azokat akkor is, ha nincs jelen. Azt is mutatják, hogy ezeket az eredményeket az ingerek 30 vagy 90 perces intervallummal történő alkalmazásával lehet elérni .
Andrew Adamatzky, a Bristoli Egyetem bemutatja, hogyan lehet fény- vagy élelmiszerforrások segítségével orientálni vagy hasítani egy plazmodiumot. Mivel a plazmodiumok mindig ugyanúgy reagálnak ugyanazokra az ingerekre, Adamatzky szerint a Physarum polycephalum "ideális modell a jövőbeli bioinformatikai eszközök számára ".
A Toulouse-III-Paul-Sabatier Egyetem csapata azt mutatja, hogy a Physarum polycephalum képes kiválasztani az anyagcseréjének leginkább megfelelő étrendet, amikor sokféle szén- és nitrogénforrással érintkezésbe kerül .
A Physarum polycephalum viselkedési sajátosságait jól használják, amikor olyan hatlapú robotot készítenek, amely a fénytől elrugaszkodva árnyékos területekre bújik. A Southamptoni Egyetem kutatói egy hatágú csillagfelületen növesztik a szervezetet egy áramkör felett, amely számítógéppel köti össze a robotral. Amikor a Physarum polycephalum fénynek van kitéve és megpróbálja visszahúzódni, mozgását az áramkör regisztrálja és továbbítja a robot lábaira, amelyek eltávolodnak a fényforrástól, így mechanikusan utánozzák a mikroorganizmus biológiai reakcióit.
Ban ben 2019. október, egy folt belép a párizsi állatkertbe. Nem a gyógyítókra bízzák, hanem a kertészekre.
2021-ben a CNES és a CNRS a Nemzetközi Űrállomásra április 23-ra tervezett alfa misszió alkalmával oktatási élményt nyújt a folton, „Emelje fel a foltját” elnevezéssel . Az általános iskolák, főiskolák és középiskolák, amelyekre foltokat bíznak, képesek lesznek összehasonlítani evolúciójukat Thomas Pesquet által az állomáson felvett négy folt evolúciójával . A CNES által Audrey Dussutour tudóssal és más szereplőkkel együttműködve kidolgozott kísérletet a svájci BIOTESC (Biotechnológiai Űrtámogató Központ) műveleti támogató központ felügyeli, és 2021-ben hajtják végre.