Physarum polycephalum
| Physarum polycephalum | |
|---|---|
 | |
| Clasificare științifică | |
| Domeniu | Eukaryota |
| Regatul | Protist |
| Phylum | Micetozoare |
| Clasă | Mixomicete |
| Ordin | Physarales |
| Familie | Physaraceae |
| Tip | Physarum |
| Specii | P. polycephalum |
| Nomenclatura binominala | |
| Physarum polycephalum Schwein, 1822 | |
| Denumiri comune | |
mucegai mucilaginos | |
Physarum polycephalum , adesea denumit slime policefala, este un protist unicelular ( myxomycetus ) care aparține cladei Amoebozoa ( filum Mycetozoa , clasa Myxogastria ), care se dezvoltă în medii umbroase, reci și umede, cum ar fi frunzele și trunchiurile care se descompun.
Caracteristici
Acest protist poate fi văzut fără microscop; P. polycephalum are de obicei o culoare galbenă și mănâncă spori fungici, bacterii și alți microbi. P. polycephalum este unul dintre cei mai ușor microbi eucarioti care poate crește în cultură și a fost folosit ca organism model pentru multe studii care implică mișcarea amoeboidă și motilitatea celulară. Cele mai multe organisme primesc ADN - ul mitocondrial de la mama lor, dar nu se cunoaște în cazul în care P. polycephalum devine ADN - ul mitocondrial de la, deoarece nu este posibil să se facă distincția între bărbați și femei. P. polycephalum este, de asemenea, considerat a fi prima celulă eucariotă care are organite precum mitocondriile [1] și caracteristici ribozomale .
Ciclu de viață
Faza vegetativă principală a P. polycephalum este plasmodiul (forma activă și mobilă a mucegaiului de nămol). Plasmodium este alcătuit din rețele de vene protoplasmatice și multe nuclee. În această fază, corpul caută hrană. Plasmodium își înconjoară alimentele și secretă enzime pentru digestie.
Dacă condițiile de mediu determină uscarea plasmodiumului în timpul hrănirii sau migrării, Physarums va forma un sclerotiu . Sclerotiul este în esență țesut întărit multinucleat care servește ca fază latentă, protejând Physarum pentru perioade lungi de timp. Odată ce condițiile favorabile revin, plasmodiul reapare pentru a continua căutarea hranei.
Pe măsură ce alimentarea se termină, plasmodiul se oprește din hrănire și începe faza de reproducere. Tulpinile sporangiei apar din plasmodiu, în aceste structuri apare meioza și se formează spori . Sporangia se formează în aer liber, astfel încât sporii pe care îi eliberează vor fi răspândiți de curenții de vânt.
Sporii pot rămâne latenți ani de zile, dacă este necesar. Cu toate acestea, atunci când condițiile de mediu sunt favorabile creșterii, sporii germinează și eliberează roiuri fie de celule flagelate, fie de celule amoeboide (faza de motilitate); celulele abundente apoi fuzionează pentru a forma un nou plasmodiu.
Locomoţie
Mișcarea unui P. polycephalum se numește flux de navetă . Fluxul navetei este caracterizat de venirea și mersul ritmic al fluxului de protoplasmă; intervalul de timp este de aproximativ două minute. Forțele de curgere variază pentru fiecare tip de microplasmodiu.
Forța din microplasmodele amoeboide este generată de contracția și relaxarea unui strat membranos constând probabil din actină . Stratul de filamente creează un gradient de presiune , dincolo de care protoplasma curge în limitele periferiei celulare.
Forța din spatele fluxului în microplasmodele în formă de halteră este generată de modificările de volum atât în periferia celulei, cât și în sistemul de invaginare a membranei celulare .
Inteligența
Physarum polycephalum demonstrează o cantitate surprinzătoare de „inteligență” pentru o creatură unicelulară. Una dintre caracteristicile sale care l-au făcut subiectul unor studii recente este capacitatea de a explora labirintele simple [2] evitând întoarcerea la căi deja explorate prin exploatarea secreției sale ca „memorie” externă. Această abilitate este făcută și mai interesantă prin faptul că, fiind unicelulară, evident nu are sistem nervos și este studiată și în domeniul roboților mobili autonomi [3] .
Soluția labirintelor
O echipă de cercetători japonezi și maghiari, care scria în revista Nature [4] , a susținut că a descoperit că P. polycephalum este capabil să găsească cea mai scurtă cale printr-un labirint. Porțiuni de mucegai de nămol au fost trase într-un labirint de 30 cm 2 de bucăți de alimente plasate la capătul cărării. Cercetătorii au ajuns la concluzia că creatura afișa un tip primitiv de inteligență.
În mod normal, nămolul își extinde rețeaua de tuburi asemănătoare picioarelor sau pseudopode, pentru a umple tot spațiul disponibil. Dar când două bucăți de alimente au fost plasate în puncte de ieșire separate din labirint, organismul și-a întins întregul corp între cei doi nutrienți. A luat cea mai scurtă cale posibilă, rezolvând eficient puzzle-ul.
Predicția evenimentului
Biofizicianul Toshiyuki Nakagaki de la Universitatea Hokkaido și colaboratorii săi au schimbat mediul de mucegai Physarum. Odată striate pe o placă de agar, cercetătorii au supus celulele la rece și uscate în primele 10 minute din fiecare oră. În aceste perioade reci, celulele și-au încetinit mișcarea. După trei frisoane, oamenii de știință au încetat să schimbe temperatura și umiditatea și s-au uitat să vadă dacă amibele au învățat modelul. De fapt, multe dintre celule încetineau în funcție de timp, în așteptarea unei alte crize de frig. Când condițiile au rămas stabile pentru o vreme, amibele de mucegai slime și-au abandonat programul de frânare, dar când s-a aplicat încă un singur frig, au restabilit comportamentul și și-au amintit corect intervalul de 60 de minute. Amibele au putut, de asemenea, să răspundă la alte intervale, variind de la 30 la 90 de minute. [5]
Calcul
Andrew Adamatzky de la Universitatea din Anglia de Vest din Bristol a ilustrat modul în care este posibil să se țintească cu precizie, să se orienteze și să se separe plasmodiul cu surse de lumină și hrană. Deoarece plasmodia reacționează întotdeauna în același mod la același stimul, Adamatzky spune că acestea sunt substratul ideal pentru dispozitivele viitoare și emergente de bio-procesare. [6]
Notă
- ^ (EN) Sandra L. Baldauf și W. Ford Doolittle, Originea și evoluția matrițelor de nămol (Mycetozoa) (PDF), în PNAS, vol. 94, nr. 22, 28 octombrie 1997, pp. 12007–12012.
- ^ Exploratorul protist la locul de muncă - Științele
- ^ Memoria spațială a mucegaiului fără creier - Științele
- ^ (EN) Toshiyuki Nakagaki, Hiroyasu Yamada și Ágota Tóth, Inteligență: rezolvarea labirintelor de către un organism amoeboid , în Nature, vol. 407, 2000, DOI : 10.1038 / 35035159 .
- ^ (EN) Jennifer Baron, Top 100 Stories of 2008 # 71: Slime Molds Show Surprising Degree of Intelligence , of discovermagazine.com, Discover Magazine, 9 decembrie 2008. Accesat la 4 martie 2009.
- ^ (EN) Andrew Adamatzky, Steering plasmodium with light: Programare dinamică a mașinii Physarum pe arxiv.org, arXiv, 6 august 2008. Accesat la 10 august 2009.
Bibliografie
- Philip Ball, Memoria celulară sugerează originile inteligenței , în Nature , vol. 451, 2008, DOI : 10.1038 / 451385a .
- Sandra L. Baldauf și W. Ford Doolittle, Originea și evoluția matrițelor de nămol (Mycetozoa) ( PDF ), în PNAS , vol. 94, nr. 22, 28 octombrie 1997, pp. 12007–12012.
- ( EN ) Gawlitta W, Wolf KV, Hoffmann HU, Stockem W., Studies on Microplasmodia of Physarum polycephalum - Classification and Locomotion Behavior , in Cell and Tissue Research , vol. 209, nr. 1, iulie 1980, pp. 71-86, DOI : 10.1007 / BF00219924 .
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Physarum polycephalum
linkuri externe
- Catalogul vieții , pe catalogueoflife.org .
- PhysarumPlus , pe educationalassistance.org .
- mucegai de nămol - Un mucegai care rezolvă un labirint.
