Ученые выяснили, что колонии одноклеточных организмов могут обмениваться информацией об окружающем мире друг с другом, не имея даже примитивной нервной системы.



Слизевики, пожалуй, являются одной из самых странных форм жизни на Земле. Это ни многоклеточные животные, ни растения и даже ни грибы — это колонии простейших амеб, способные не только расти и двигаться, но даже демонстрировать весьма странный тип интеллекта.



Мы привыкли к тому, что для интеллектуальной деятельности необходимо как минимум наличие нервной системы. Однако одноклеточных такие мелочи не волнуют и они разработали свой собственный способ изучения окружающего мира и даже передачи знаний своим потомкам. Команда ученых из Французского национального центра научных исследований (CNRS) выяснила подробности этого удивительного процесса.



Объектом их исследования стал Physarum polycephalum, очаровательный одноклеточный шарик с несколькими ядрами — подходящий кандидат на изучение интеллекта слизевиков. Вы можете посмотреть, как он без особого труда перемещается по лабиринту:



Исследование спровоцировало одно интересное обстоятельство. Ранее ученые наблюдали, как. polycephalum передавал информацию о веществах другим слизистым колониям, когда они встречались друг с другом. Колонии образовывали связи и буквально объединяли свои жидкостные системы (аналог кровеносных сосудов у более сложных организмов). Для эксперимента их поместили в среду с кусочками еды, разделенными дорожками из соли. Соль не смертельна для этих существ, но они не особо интересуются ей и предпочитают лишний раз не контактировать.



Ученые заведомо выяснили, что слизевики изучают соль во время того, как ползают по ней. Оказалось, что эту информацию они могут передавать товарищам, которые никогда не контактировали с этими белыми кристаллами. Выяснилось, что благодаря обмену данными эти колонии намного быстрее преодолевали солевой барьер, не тратя время на анализ среды и быстро выводя из своей структуры капли с солевым раствором, когда необходимость в них исчезала.



Кроме того, в процессе испытаний подтвердилась еще одна гипотеза — слизевики могут впадать в состояние анабиоза, когда условия среды далеки от идеальных. Так, одна из испытуемых колоний целый месяц хранила в себе жидкость с солевым раствором, хотя обычно на ее выведение нужна всего пара дней. Авторы исследования убеждены, что феномен длительного привыканий у организмов без нервной системы — это лишь один пример когнитивных способностей, которыми они могут обладать. Возможно, в будущем ученые еще не раз докажут, что простейшие организмы способны к намного более сложным операциям, чем может показаться на первый взгляд.


http://earth-chronicles.ru/news/2019-04-24-127756


Биологи выяснили, как обучаются одноклеточные




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).
http://earth-chronicles.ru/news/2019-04-24-127752