它可能是一种单细胞生物，但粘菌多头绒泡菌它漂亮的黄色袖子上有一些非常迷人的技巧。现在新的研究发现，即使没有大脑或神经系统，它似乎也能“记住”以前在哪里找到食物来源。
研究人员表示，这可能有助于解释网络生物如何在复杂的环境中不仅生存而且茁壮成长，而且也可能是了解此类物种记忆形成机制的关键。
多头假单胞菌是地球上最奇特的生命形式之一。它既不是植物、动物，也不是真菌，而是一种复杂的单细胞阿米巴原虫。原生生物王国（有点像所有不能在其他三个王国中整齐分类的事物的包罗万象的组）。
在其生命周期的早期，多头假单胞菌作为具有单个细胞核的单个细胞存在，但后来它与其他细胞合并形成一个巨大的单个细胞，内部有数百万个细胞核。
这是疟原虫阶段，该生物体可以生长到覆盖几平方米的面积。它的身体由相互连接的管道组成的复杂网络组成，管道的挤压会在不同区域之间产生流动。该网络可以快速增长并自我重组，以最大限度地利用其环境。
绒泡菌属疟原虫。 （卡罗莱纳州生物供应公司/Flickr/CC BY-NC-ND 2.0）
2000年，日本RIKEN研究员Toshiyuki Nakagaki发现：多头假单胞菌有能力解决一个简单的迷宫到达食物来源。从那时起，科学家们发现了几种类似智能的行为，比如能够有效地解决旅行商问题， 和“记住”物质。
德国马克斯·普朗克动力学与自组织研究所的生物物理学家 Mirna Kramar 和 Karen Alim 在其最新的技巧中发现，多头假单胞菌利用其身体的结构来存储关于之前在哪里找到食物的记忆。
“我们跟踪了生物体的迁移和摄食过程，并在摄食后很长时间内观察到食物源在网络的粗管和细管图案上的明显印记，”阿利姆解释说。
“鉴于多头假单胞菌在高度动态的网络重组中，这种印记的持续存在引发了这样的想法：网络架构本身可以作为过去的记忆。然而，我们首先需要解释印记形成背后的机制。”
他们利用显微镜观察，仔细研究了生物体如何在食物源周围排列。然后，他们使用理论模型来了解该过程中粘菌内部发生的情况。
他们得出的结论是，食物来源的发现会触发一种化学物质的释放，这种化学物质会局部软化食物所在处的管壁。然后，这会触发管子扩张，变宽，以加速粘菌内的流动到该部位。
这种化学物质还向整个有机体发出信号，告诉它们哪里可以找到食物，以便它能够向该地点移动并集中精力进食。
多头假单胞菌如果它将探索管延伸到不适合居住或不包含任何感兴趣的区域，则可以重新吸收其身体的某些部分。但研究人员发现，当它找到并吃掉营养丰富的食物时，那些粗管会保留在原处，以便在食物再次出现时它可以快速返回现场。
“逐渐软化是以前食物来源的现有印记发挥作用的地方，也是信息存储和检索的地方。”克拉玛尔说。
“过去的进食事件嵌入在管直径的层次结构中，特别是在网络中粗管和细管的排列中。对于现在运输的软化化学品，网络中的粗管充当交通网络中的高速公路，能够在整个生物体中快速运输。印在网络架构中的先前遭遇会影响有关未来迁移方向的决定。”
这与人脑的工作方式并没有完全不同。人们必须谨慎地将粘菌和人类大脑进行比较，但它们之间存在一些有趣的相似之处，可能能够帮助我们理解信息编码在各种类型的生物体中是如何工作的。
在这种情况下，突触在神经元之间发送信息，当我们学习时加强我们使用它们越多，它们就会变得越强，但如果我们不使用它们，它们就会变得更弱——有点类似于粘液霉菌的管子，它们会在感兴趣的地方变得更厚，但如果它们的存在对生物体不再有用，它们就会死亡或被重新吸收。
“值得注意的是，生物体依赖如此简单的机制，但却以如此精细的方式控制它，”阿利姆说。
“这些结果为理解这种古老有机体的行为提供了一个重要的拼图，同时指出了行为背后的普遍原理。我们设想我们的研究结果在设计智能材料和构建在复杂环境中导航的软机器人方面的潜在应用。”
该研究发表于美国国家科学院院刊。
