Un limo amarillo resbaladizo que vive en la maleza húmeda sigue poniendo a prueba nuestra comprensión de lo que significa tomar decisiones.
Physarum polycephalum, También conocido como el moho de lodo de muchas cabezas, utiliza su cuerpo para sentir físicamente su entorno antes de tomar una decisión sobre a dónde quiere ir, según ha descubierto una nueva investigación. Es la última de una impresionante lista de formas en que el organismo unicelular nos ha dejado boquiabiertos últimamente.
“La gente está cada vez más interesada en Physarum porque no tiene cerebro, pero aún puede realizar muchos de los comportamientos que asociamos con el pensamiento “. dijo la neurocientífica Nirosha Murugan de la Universidad de Algoma en Canadá.
“Averiguar cómo la vida protointeligente se las arregla para hacer este tipo de cálculo nos da más información sobre los fundamentos de la cognición y el comportamiento de los animales, incluido el nuestro”.
P. polycephalum es un pequeño organismo curioso. En realidad, no es un hongo en absoluto; ni es un animal o una planta. Pertenece a la protista
Physarum comienza su vida como muchas células individuales, cada una con su propio núcleo. Estas células se fusionan para formar el plasmodio, una gran célula única que contiene millones o incluso miles de millones de núcleos que nadan en un líquido citoplasmático. Esta es la etapa vegetativa de la vida, en la que el protista se mueve, se alimenta y crece.
También es la etapa en la que P. polycephalum exhibe algunos comportamientos curiosos. Los científicos lo han observado resolviendo laberintos y recordando nuevas sustancias durante meses. También puede recordar lugares en los que anteriormente encontró comida y compartir recuerdos con otras manchas de moho. Eso es bastante increíble para algo que no tiene cerebro ni sistema nervioso.
La mayor parte de la investigación anterior ha implicado algún tipo de incentivo, como una sustancia química que no le gustó al protista, la luz o una recompensa alimentaria. Muruga y su equipo querían saber cómo P. polycephalum toma decisiones en ausencia de estas señales, basándose únicamente en su entorno físico, por lo que diseñaron un experimento para averiguarlo.
(Nirosha Murugan, laboratorio de Levin, Universidad de Tufts y Instituto Wyss de la Universidad de Harvard)
Colocaron muestras de P. polycephalum en placas de Petri, en un gel de agar simple. En un lado del plato, se colocó un único disco de vidrio pequeño. En el otro, se colocaron juntos tres discos de vidrio, uno al lado del otro. Los platos se colocaron en una habitación oscura, la configuración de luz preferida del moho de lodo, y se dejaron a su suerte.
Durante las primeras 12 horas aproximadamente, P. polycephalum creció uniformemente en todas las direcciones. Luego, en la marca de las 24 horas, el 70 por ciento de las muestras habían crecido hacia los tres discos en lugar del uno.
La experimentación adicional rev eló aún más rarezas. Cuando los tres discos se apilaron uno encima del otro, en lugar de uno al lado del otro, el moho de lodo perdió su preferencia y creció hacia un lado u otro aproximadamente a la misma velocidad. Esto parecía sugerir que no era solo la masa la que causaba la preferencia del moho por los tres discos uno al lado del otro.
El factor adicional fue revelado por modelos informáticos. Cuando se colocan uno al lado del otro en el gel de agar elástico, los tres discos deforman el gel de manera diferente que cuando se colocan en una pila, al igual que tres pesos colocados uno al lado del otro en un trampolín causarán un patrón de tensión diferente al de un peso apilado. .
Este patrón de deformación en el gel de agar, determinó el equipo, es lo que P. polycephalum se mueve hacia.
“Imagina que estás conduciendo por la autopista de noche y buscas una ciudad en la que detenerte. Ves dos arreglos diferentes de luz en el horizonte: un único punto brillante y un grupo de puntos menos brillantes. Mientras que el único punto es más brillante, el grupo de puntos ilumina un área más amplia que es más probable que indique una ciudad “, dijo el ingeniero Richard Novak del Instituto Wyss.
“Los patrones de luz en este ejemplo son análogos a los patrones de tensión mecánica producidos por diferentes disposiciones de masa en nuestro modelo”.
(Nirosha Murugan, laboratorio de Levin, Universidad de Tufts y Instituto Wyss de la Universidad de Harvard)
Dado que P. polycephalum no tiene un sistema nervioso, la siguiente pregunta fue, naturalmente, ¿cómo es capaz el moho de lodo de sentir este patrón de tensión? Resulta que tiene que ver con el movimiento y la comunicación interna del organismo.
El citoplasma en el interior P. polycephalum no es estático, pero se mueve en pulsos. Las paredes de sus venas se contraen para actuar como una bomba peristáltica, empujando el fluido de una región a otra. Otros animales, como los mamíferos, tienen moléculas llamadas proteínas TRP en sus membranas celulares que pueden detectar el estiramiento.
Entonces, los investigadores decidieron dar P. polycephalum un bloqueador de TRP para ver qué pasaría.
Efectivamente, el protista perdió su capacidad de discernir entre un disco de vidrio y tres discos de vidrio uno al lado del otro. En una nueva prueba, el 71 por ciento de las muestras se movieron hacia ambos lados de la placa de Petri. Esto sugiere que algo como las proteínas TRP están en juego dentro P. polycephalum.
“Nuestro descubrimiento del uso de la biomecánica de este moho de lodo para sondear y reaccionar a su entorno circundante subraya cuán temprano esta capacidad evolucionó en los organismos vivos y cuán estrechamente relacionados están la inteligencia, el comportamiento y la morfogénesis”. dijo el biólogo Mike Levin del Instituto Wyss.
“Este trabajo en Physarum ofrece un nuevo modelo … para explorar las formas en que la evolución utiliza la física para implementar la cognición primitiva que impulsa la forma y la función “.
La investigación ha sido publicada en Materiales avanzados.
.