Japonijos mokslininkai aprašė netikėtą vienaląsčio organizmo elgesį: maždaug 1 milimetro ilgio pirmuonis Stentor coeruleus geba „įvertinti“ aplinkos formą ir kryptingai rinktis kampus bei siaurus plyšius. Tyrimas publikuotas mokslo žurnale Proceedings of the National Academy of Sciences, o autoriai pabrėžia, kad toks „erdvinis“ pasirinkimas vyksta be jokios nervų sistemos.
Šis atradimas gimė ne iš iš anksto suplanuoto eksperimento, o iš laboratorinės rutinos. Vienas iš tyrėjų, prižiūrėdamas kultūrą, į indą įdėjo avižų grūdą kaip maistingą papildą, o kitą dieną pastebėjo, kad stentorai tarsi dingo. Paaiškėjo, kad jie masiškai susitelkė siauroje ertmėje tarp grūdo ir indo dugno, ten tankiai susigrūdę ir stipriai prisitvirtinę.
Kaip patikrinta „kampų“ hipotezė
Kad patikrintų, ar tai ne atsitiktinumas, mokslininkai sukūrė mikroaplinkas su tiksliai kontroliuojamomis formomis. Buvo naudojamos mikrokomoros su skirtingomis briaunomis, kampais ir plyšiais, keičiant jų gylį bei sienelių pasvirimą. Elgesys fiksuotas vaizdo analize, o rezultatai lyginti su skaitmeniniais modeliais.
Stebėjimai parodė aiškią seką: pradžioje ląstelės laisvai plaukiojo ir tyrinėjo erdvę, tačiau priartėjusios prie kieto paviršiaus keitė judėjimo būdą. Stentoras subtiliai deformuodavo kūną, tapdavo asimetriškas ir, rykštelių judesiais valdydamas slydimą palei sienelę, kryptingai judėdavo į siauresnes nišas. Galiausiai jis rasdavo kampą, kuriame galėdavo stabiliai įsitvirtinti.
„Intelektas“ be nervų sistemos
Tyrėjams įdomiausia tai, kad toks elgesys nereikalauja nei „proto“, nei „žemėlapio“ galvoje, nes vienaląstis neturi nei smegenų, nei akių, nei neuronų. Autoriai tai aiškina fizinės etologijos principu: pakanka labai paprastos kūno formos kaitos, kad sąveika su sienelėmis ląstelę tarsi automatiškai nukreiptų į labiausiai uždaras vietas.
„Organizmui nereikia atpažinti formų taip, kaip tai darytų gyvūnas su nervų sistema, nes judėjimą lemia kūno deformacija ir fizinės sąlygos prie paviršių“, – teigiama tyrimo autorių išvadoje, perteikiančioje darbo esmę.
Kodėl mikroorganizmams svarbūs kampai
Kampai ir siauri plyšiai mikroaplinkoje suteikia aiškių pranašumų: jie padeda slėptis nuo plėšrūnų, mažina srovių poveikį ir palengvina prisitvirtinimą. Tokiose vietose dažnai susidaro stabilesnės sąlygos, todėl mikroorganizmai gali lengviau išlikti ir formuoti sankaupas, ypač natūraliuose gėlo vandens telkiniuose, kur aplinka nuolat kinta.
Praktiniu požiūriu supratimas, kaip mikroorganizmai reaguoja į paviršiaus geometriją, gali būti naudingas kuriant filtravimo sistemas, bioreaktorius ar medicinines dangas, kur svarbu kontroliuoti mikrobų prisitvirtinimą. Tyrimas primena, kad net viena ląstelė gali demonstruoti stebėtinai „protingą“ elgesį, kylantį ne iš sąmoningo sprendimo, o iš fizikos ir biologijos sąveikos.
Šaltiniai:
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2518816123
Leave a Reply