اكتشف الفيزيائيون كيف أن العفن الغروي “يتخذ القرارات” بدون دماغ

قوالب الوحل هي مخلوقات غامضة. في معظم حياتهم، تكون هذه الكائنات عبارة عن بلازموديوم – وهي خلية عملاقة متعددة النوى تشبه قطرة من المخاط. على الرغم من الغياب التام للدماغ والجهاز العصبي، فإن العفن الغروي يظهر علامات مذهلة على الذكاء: فهو يتنقل بدقة في المتاهات بحثًا عن الطعام، ويتذكر الطرق ويتخذ قرارات معقدة.

دراسة جديدة أجراها علماء الفيزياء الحيوية من ألمانيا والولايات المتحدة الأمريكية، نشرت في المجلة حياة بي آر إكس، يهدف إلى الكشف، أخيراً، طبيعة هذا الذكاء “بلا عقل”. لقد أثبت العلماء بقيادة ليزا شيك من الجامعة التقنية في ميونيخ أن قرارات العفن الوحل لا تعتمد على العمليات المعرفية، بل على قوانين الديناميكا المائية وشكل الفضاء.

مصيدة الضوء الأزرق

كانت الشخصية الرئيسية للتجارب عبارة عن قالب غروي أصفر ساطع فيزاروم بوليسيفالوم (“الفقاعة ذات الرؤوس المتعددة”). من المعروف أن هذا الكائن حساس للغاية للضوء الأزرق ويتجنبه. ابتكر الباحثون مصائد ضوئية لقوالب الوحل الجائعة على طبقة من هلام الأجار. تم إسقاط الضوء الأزرق (بطول موجة 470 نانومتر) عليه، تاركًا “جزرًا” داكنة على شكل أشكال هندسية مختلفة: مثلثات ومربعات وسداسيات.

مرة واحدة في مكان ضيق، بدأ العفن الوحل الجائع ينبض بنشاط. بحثًا عن مخرج، أطلق أقدامًا كاذبة تجريبية (نتوءات) في جميع الاتجاهات مباشرة في منطقة الضوء الأزرق التي كانت مميتة بالنسبة له. وسرعان ما تراجع الجسد عن معظمها، لكنه في النهاية وجد دائمًا طريقة للخلاص.

قانون المحور الطويل

لقد لاحظ العلماء نمطًا ملفتًا للنظر: العفن الغروي ناجح دائمًااو خرجت من المصيدة بدقة على طول محورها الأطول. للوهلة الأولى، يبدو هذا غير بديهي، لأن السفر إلى المنطقة الآمنة على طول المحور الطويل يستغرق وقتًا أطول من السفر على طول أقصر مسافة إلى الحدود.

السر يكمن في طريقة النقل الفريدة فيزاروم بوليسيفالوم. يتحرك الجسم عن طريق انقباضات جدار الخلية، التي تنقل السائل الداخلي (السيتوبلازم) من جزء من الجسم إلى آخر. أظهرت التجارب الفيزيائية أن هندسة المصيدة تملي بشكل مباشر سلوك السائل. كلما زاد طول المحور الفضائي، زاد الضغط الهيدروديناميكي، أيّ لديهم الوقت لتطوير تقلصات إيقاعية للعفن الوحل. ونتيجة لذلك، فإنه في القسم الأطول يحدث أقصى ضغط للسائل الحيوي، والذي يدفع حرفيًا كتلة العفن الغروي عبر حاجز الضوء.

وهكذا، تبين أن اتخاذ القرار في أبسط الكائنات الحية هو عملية ميكانيكية بحتة. يتكيف نظام المعيشة اللامركزي مع بيئته باستخدام القيود المادية للمساحة. ياويساعد هذا الاكتشاف العلماء على فهم أفضل لكيفية نشوء السلوك التكيفي في فجر التطور قبل ظهور الجهاز العصبي الأول.