Physarum mangehovedet

Physarum mangehovedet

Plasmodium Physarum polycephalum
videnskabelig klassifikation
Domæne:eukaryoterSkat:amøbozoerType:EvoseaInfratype:MyxomycetesKlasse:MyxomycetesBestille:FizaraceaeFamilie:FizaraceaeSlægt:fizarumUdsigt:Physarum mangehovedet
Internationalt videnskabeligt navn
Physarum polycephalum Schwein.

Physarum polycephalum [1] ( lat.  Physarum polycephalum ) er en art af myxomyceter af familien Fizaraceae . Det er en almindelig modelorganisme inden for genetik , fysiologi og biokemi , såvel som en af ​​de mest undersøgte organismer [2] .

Det generiske navn Physarum er afledt af andet græsk. φυσα - "boble". Specifik epithet lat.  polycephalum betyder "mangehovedet" [3] .

Arten opnåede stor popularitet, efter at den blev præsenteret i Paris Zoo , hvor organismen fik navnet "blob" ("slim", "dråbe"). Han fik dette navn til ære for gyserfilmen "The Drop ", hvor en alien slim indfanger hele byer og absorberer alt, hvad der kommer på vejen [4] [5] .

Beskrivelse

Plasmodium

Den vegetative fase af physarum mangehovedet er et plasmodium (en stor celle med mange kerner), som har en lys gul eller grønlig-gul farve. Kendte hvide stammer opnået i laboratoriet [6] .

Sporulation

Sporulation er en sporangia på gullige gennemskinnelige ben, sjældent siddende, let aflange. På det ene ben er der flere sporangier, som danner en struktur, der ligner en morkel i form . Gule eller hvidlige sporuleringer når en højde på op til 1,5 mm, hver enkelt sporangium er op til 0,4 mm i diameter. Peridium enkeltlags, tyndt, hindeagtigt, tæt ornamenteret med hvide eller gullige kalkskæl. Hypotallus rødbrun, upåfaldende. Kapilliet er tæt, ret elastisk, af hvide eller gullige kantede knuder fyldt med kalk og forbundet med mange glasagtige tubuli. Sporer i massen er sorte, violetbrune i transmitteret lys, sfæriske, med en ensartet fortykket skal, 9-11 mikrometer i diameter. Dækket med små vorter, der danner 2-4 sporer på den synlige del af sporen [6] .

Økologi

Danner omfattende spordannelse på råddent træ, ofte på frugtlegemer af basidiomyceter . Spordannelse dannes på nærliggende, ofte atypiske underlag [6] .

Bevægelse

Bevægelsen af ​​plasmodium er tilvejebragt af interaktionen af ​​actin og myosin med deltagelse af Ca 2+ ioner [ 7] . Sammentrækninger af disse proteiner skubber strengenes cytoplasma i retning af plasmodiumbevægelse. Som i dyremuskler kræver arbejdet med kontraktile proteiner ATP for at omdanne kemisk energi til mekanisk energi.

"Intellekt"

Find den korteste vej

Plasmodium af physarum mangehovedet er i stand til at vælge den korteste afstand mellem fødekilder. I eksperimenter blev små stykker Plasmodium fisarum placeret i en labyrint. Da de fyldte hele labyrintens rum, blev der placeret to blokke med knust havregryn ved ind- og udgang. Inden for fire timer blev de cytoplasmatiske tråde i blindgyder og længere passager tyndere og forsvandt. Efter yderligere fire timer dannede Plasmodium en enkelt fortykket snor langs den korteste vej mellem fødekilder. Forfatterne af værket konkluderede, at fizarum har et primitivt intellekt [8] . Men i nogle tilfælde vælger Plasmodium en længere vej, da valget af vej sker i et trin uden at beregne alle mulige løsninger. Derudover kan opførselen af ​​myxomycet i labyrinten beskrives i form af gradienten af ​​fødesignaler [9] .

Et lignende eksperiment blev udført i 2010. Forskerne placerede Plasmodium physarum på et kort over det centrale Japan , hvor fødekilder var placeret på de steder, der svarer til de 36 største byer. I områder svarende til bjerge og søer blev lys af varierende intensitet rettet, hvilket Plasmodium undgår. På jagt efter mad optog myxomyceten først hele den ledige plads og efterlod derefter kun tykke cytoplasmatiske tråde svarende til jernbaner. Det transportnetværk, han skabte, gentog næsten fuldstændigt det eksisterende transportnetværk i Japan [10] . Transportnetværkene i Storbritannien [11] , Spanien og Portugal [12] , samt Romerriget på Balkan [13] blev modelleret på samme måde . Nogle forfattere foreslår at bruge lignende modellering til at søge efter endnu uopdagede romerske veje [14] .

Hukommelse og læring

Physarum Plasmodium demonstrerer evnen til at huske virkningen på dem. Så i et eksperiment udført i 2008 blev en slimskimmel placeret på en smal sti i en inkubator med kontrolleret temperatur og fugtighed. Myxomycete vandrede langs sporet under gunstige forhold. Derefter blev forholdene ændret til tørrere og køligere forhold tre gange med jævne mellemrum, hvilket medførte en opbremsning i bevægelsen af ​​myxomyceten. Som et resultat, under gunstige forhold, bremsede han også sin bevægelse i det øjeblik, hvor den næste stimulation var forventet. Hvis der ikke var yderligere stimulation, "glemte" fizarum det efter 2 cyklusser. Men da det blev gentaget, sænkede plasmodium farten igen og ventede på en ny stimulation [15] .

Noter

  1. ↑ Gorlenko M.V. , Bondartseva L.V. og andre. Svampe fra USSR . - M . : Tanke, 1980. - S.  29 . — 303 s.
  2. ↑ Novozhilov Yu.K. , Gudkov A.V. Class Eumycetozoa // Protists: Guide to Zoology. - Sankt Petersborg. : Nauka, 2000. - T. 1. - S. 443. - 679 s. — ISBN 5-02-025864-4 .
  3. ↑ Werner LC Biologisk beregning af Physarum. Fra DLA til rumlig adaptiv Voronoi  // Computing for a better tomorrow - Proceedings of the 36th eCAADe Conference, Lodz University of Technology, Lodz, Polen, 19-21 September 2018. - Łódź, 2018. - Vol. 2. - S. 531-536. - ISBN 978-94-91207-16-7 . - doi : 10.14279/depositonce-7675 . Arkiveret fra originalen den 25. oktober 2019.
  4. ↑ I Paris fandt de et smart "slim" uden hjerne, som fra en rædsel fra det XX århundrede . Hentet 24. oktober 2019. Arkiveret fra originalen 24. oktober 2019.
  5. ↑
  6. ↑ 1 2 3 Gmoshinsky V.I. , Dunaev E.A. , Kireeva N.I. Nøgle til myxomycetes i Moskva-regionen. - M. : ARCHE, 2021. - S. 299-300. — 388 s. - ISBN 978-5-94193-089-0 .
  7. ↑ D. A. Smith, R. Saldana. Model af Ca2+ oscillatoren til shuttlestreaming i Physarum polycephalum  //  Biophysical Journal. - 1992-02. — Bd. 61 , udg. 2 . — S. 368–380 . - doi : 10.1016/S0006-3495(92)81843-X . Arkiveret fra originalen den 12. juli 2022.
  8. ↑ Toshiyuki Nakagaki, Hiroyasu Yamada, Ágota Tóth. Labyrint-løsning af en amøboid organisme   // Nature . - 2000-09. — Bd. 407 , udg. 6803 . — S. 470–470 . — ISSN 1476-4687 0028-0836, 1476-4687 . - doi : 10.1038/35035159 . Arkiveret fra originalen den 7. januar 2022.
  9. ↑ A. Adamatzky. Slimskimmel løser labyrint på én gang, assisteret af gradient af kemo-  attraktanter // IEEE-transaktioner på NanoBioscience. - 2012-06. - T. 11 , nej. 2 . — S. 131–134 . — ISSN 1558-2639 1536-1241, 1558-2639 . - doi : 10.1109/TNB.2011.2181978 . Arkiveret fra originalen den 2. januar 2022.
  10. ↑ Atsushi Tero, Seiji Takagi, Tetsu Saigusa, Kentaro Ito, Dan P. Bebber. Regler for biologisk inspireret adaptivt netværksdesign   // Videnskab . — 2010-01-22. — Bd. 327 , udg. 5964 . — S. 439–442 . — ISSN 1095-9203 0036-8075, 1095-9203 . - doi : 10.1126/science.1177894 . Arkiveret fra originalen den 4. januar 2022.
  11. ↑ Andrew Adamatzky, Jeff Jones. VEJPLANLÆGNING MED SLIMMULD: HVIS PHYSARUM BYGGERDE MOTORVEJER VILLE DEN RUTE M6/M74 GENNEM NEWCASTLE  //  International Journal of Bifurcation and Chaos. - 2010-10. — Bd. 20 , iss. 10 . — S. 3065–3084 . — ISSN 1793-6551 0218-1274, 1793-6551 . - doi : 10.1142/S0218127410027568 . Arkiveret fra originalen den 4. januar 2022.
  12. ↑ Andrew Adamatzky, Ramon Alonso-Sanz. Genopbygning af iberiske motorveje med slimskimmel  (engelsk)  // Biosystems. – 2011-07. — Bd. 105 , udg. 1 . — S. 89–100 . - doi : 10.1016/j.biosystems.2011.03.007 . Arkiveret fra originalen den 7. juli 2022.
  13. ↑ Vasilis Evangelidis, Michail-Antisthenis Tsompanas, Georgios Ch. Sirakoulis, Andrew Adamatzky. Slimskimmel imiterer udviklingen af ​​romerske veje på Balkan  (engelsk)  // Journal of Archaeological Science: Reports. – 2015-06. — Bd. 2 . — S. 264–281 . - doi : 10.1016/j.jasrep.2015.02.005 . Arkiveret fra originalen den 8. marts 2022.
  14. ↑ Vasilis Evangelidis, Jeff Jones, Nikolaos Dourvas, Michail-Antisthenis Tsompanas, Georgios Ch. Sirakoulis. Physarum-maskiner, der efterligner et romersk vejnet: 3D-tilgangen  //  Scientific Reports. — 2017-12. — Bd. 7 , iss. 1 . — S. 7010 . — ISSN 2045-2322 . - doi : 10.1038/s41598-017-06961-y . Arkiveret fra originalen den 4. januar 2022.
  15. ↑ Tetsu Saigusa, Atsushi Tero, Toshiyuki Nakagaki, Yoshiki Kuramoto. Amøber forventer periodiske hændelser  (engelsk)  // Physical Review Letters. - 2008-01-03. — Bd. 100 , iss. 1 . — P. 018101 . - ISSN 1079-7114 0031-9007, 1079-7114 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.100.018101 .