تيتوف بيرير - ذكريات ريريت

تمتلك جميع الحيوانات تقريبًا دماغًا، أو على الأقل جهازًا عصبيًا، يسمح لها بتذكر الإشارات وإجراء الحسابات اللازمة للملاحة الناجحة. ولكن اتضح أنه حتى المخلوق الذي لا عقل له قادر على التذكر والتنقل

نوعام ليفيثان ويونات أشهار جاليليو

عندما نحاول الانتقال من مكان إلى آخر، على سبيل المثال للذهاب إلى العمل أو السير في طريق إسرائيل، فإننا نتنقل ونوجه أنفسنا في الفضاء بمساعدة خريطة ذهنية لمحيطنا، ووفقًا لإشارات الطرق المختلفة مثل كعلامات أو مسارات أو شجرة مألوفة أو كومة من الحجارة التي نتذكرها من الرحلة السابقة. تستخدم الحيوانات الأخرى أيضًا علامات وإشارات خارجية لتوجيه نفسها في الفضاء. تتنقل الطيور المهاجرة، من بين أمور أخرى، وفقًا لعلامات الطريق التي تراها، مثل المباني والمجال المغناطيسي للأرض، وكذلك بمساعدة الروائح المألوفة. يتنقل النمل المستكشف (Cataglyphis) من خلالها وفقًا لزاوية الشمس وعدد الخطوات التي خطوها منذ مغادرة العش. تستخدم أنواع أخرى من النمل مواد متطايرة (الفيرومونات) لتحديد المسارات المؤدية من العش إلى مصادر الغذاء. تمتلك جميع الحيوانات تقريبًا دماغًا، أو على الأقل جهازًا عصبيًا، يسمح لها بتذكر الإشارات وإجراء الحسابات اللازمة للملاحة الناجحة. ولكن اتضح أنه حتى المخلوق الذي لا عقل له قادر على التذكر والتنقل.

قام كريس ريد (ريد) من جامعة سيدني وزملاؤه بدراسة، في مقال نشر في المجلة العلمية PNAS، القدرة الملاحية للغشاء المخاطي لـ Physarum polycephalum - وهي خلية مفردة تشبه الأميبا (والتي تفتقر بالطبع إلى الدماغ والدماغ) الجهاز العصبي)، الذي ينتمي إلى مجموعة الأغشية المخاطية البلازمودية. الغشاء المخاطي عبارة عن خلية كبيرة متعددة النوى وتتحرك في بيئتها بشكل يشبه الأميبا، بينما تطرح امتدادات في عدة اتجاهات. أثناء تحركه، يترك وراءه آثار مخاط شفاف يتكون من بروتينات سكرية (بروتينات سكرية).

لاحظ ريد وزملاؤه أنه عند البحث عن الطعام، يميل الوحل إلى تجنب دخول المناطق المغطاة بالفعل بالمخاط، مما يعني أنه لا يضيع الوقت في تتبع خطواته. وأظهر الباحثون أن الغشاء المخاطي يتجنب المخاط باستخدام متاهة بسيطة على شكل حرف Y. فقد وضعوا الطعام، ورقائق الشوفان، في نهاية كل ذراع من ذراعي المتاهة، وتركوا الغشاء المخاطي يختار بين الذراعين. وبما أنه لا يوجد تفضيل لذراع على الآخر، فإن الأغشية المخاطية تختار بين الذراعين بشكل عشوائي. ولكن عندما غطى الباحثون أحد أذرع المتاهة بالمخاط، اختارت جميع السلايم تقريبًا البحث عن الطعام في الذراع الأخرى، التي كانت خالية من الوحل، والتي من المفترض أنها لم تكن تحتوي على مادة طينية قبلها. إن اختيار تجنب المسار المغطى بالمخاط والسير في الطريق النظيف ليس تلقائيًا ولكنه يتم اختياره. وعندما غطى الباحثون ذراعي المتاهة بالمخاط، حتى لا يكون هناك مسار مفضل ونظيف، لم يتجنب المخاط الذراعين بل اختار مرة أخرى بينهما عشوائيا، دون أن يظهر تفضيلا لذراع واحدة أو الأخرى.

وبعد التأكد من فرضيتهم القائلة بأن الغشاء المخاطي يستخدم القنوات المخاطية كوسيلة لتحديد الأماكن التي زارها بالفعل، اختبر ريد وزملاؤه قدرته الملاحية. وللقيام بذلك، اعتمدوا اختبارًا شائع الاستخدام لدراسة قدرة الروبوتات على الملاحة المستقلة، والقدرة على تجاوز عائق على شكل حرف U. وقد وضعوا أغشية مخاطية على جانب واحد من طبق بيتري مملوء بالهلام (أجار) و وضعت على الجانب الآخر كهدف مصدرًا للغذاء، وهو محلول سكري، وسحبت عينة التركيزات التي أنشأتها على طول الهلام الغشاء المخاطي الذي تم فحصه نحوها. وقد وضع الباحثون العائق على شكل حرف U بين الأغشية المخاطية ومصدر الغذاء، بحيث إذا تحرك الغشاء المخاطي مباشرة نحو السكر -أقصر طريق- فإنه يعلق في العائق وسيتعين عليه العثور على عائق. الطريق حوله للوصول إلى الطعام.

تم إجراء الاختبار على أطباق بتري نظيفة وكذلك على تلك التي كانت مغطاة مسبقًا بالمخاط. افترض ريد وزملاؤه أنه إذا كانت الأغشية المخاطية تستخدم المخاط كنوع من علامة الطريق (في الواقع - "ممنوع الدخول")، فإن الصفائح المغطاة بالفعل بالمخاط ستمنعها من خلق علامات جديدة، "ذكريات"، وبالتالي سوف سيكون من الصعب عليهم التغلب على العائق والوصول إلى الطعام. وبالفعل فإن 96% من الأغشية المخاطية التي انتقلت عبر أطباق نظيفة تمكنت من الوصول إلى السكر قبل انتهاء الـ 120 ساعة المخصصة لها:

وفي المقابل، فإن الأغشية المخاطية التي لا تستطيع تكوين ذكريات جديدة تعترض طريقها. على الرغم من أن معدل حركتهم لم يتغير، إلا أنهم أمضوا وقتًا أطول بعشر مرات في مسح المناطق التي زاروها بالفعل من قبل وفي النهاية وصل 33٪ منهم فقط إلى الهدف في الوقت المناسب. وحتى أولئك الذين وصلوا إلى الهدف، فعلوا ذلك عبر طريق أطول بكثير واحتاجوا إلى وقت أطول بكثير مقارنة بالأغشية المخاطية التي تحركت على الألواح النظيفة.

وأظهرت الدراسات السابقة أن الغشاء المخاطي قادر على القيام بأفعال تتطلب ذكاءً على ما يبدو، مثل حل المتاهات وتشغيل الروبوتات البسيطة واتخاذ القرارات، كما يمكن تعليمه الاستجابة للمنبهات وتوقعها. تضيف الدراسة الحالية أيضًا نوعًا من الذاكرة الكيميائية الخارجية إلى قائمة خصائص الغشاء المخاطي. يعتقد ريد وزملاؤه أن الذاكرة الخارجية، مثل المخاط الذي يميز الغشاء المخاطي الذي زارته، ساعدت الكائنات القديمة على التغلب على التحديات المختلفة حتى قبل تطور الجهاز العصبي، وأنها الخطوة الأولى في تطور الجهاز العصبي الداخلي. الذاكرة الموجودة في الكائنات ذات العقول مثلنا.

لمزيد من القراءة

المقال الأصلي:

يستخدم Reid، CR، Latty، T.، Dussutour، A. & Beekman، M. Slime mould "ذاكرة" مكانية خارجية للتنقل في البيئات المعقدة. بناس 109، 17490-17494 (2012). دوى: 10.1073/pnas.1215037109

يونات أشهار ونوعام ليفيتان، "ذكريات ريريت"، "جاليليو" 115

نعوم ليفيثان ويونات أششار، "غشاء مخاطي غير عقلاني وليس صدفة"، "جاليليو" 146

ظهر المقال الأصلي في مجلة غاليليو، ديسمبر 2012