Physarum monipäinen

Physarum monipäinen

Plasmodium Physarum polycephalum
tieteellinen luokittelu
Verkkotunnus:eukaryootitAarre:amebozoaTyyppi:EvoseaInfratyyppi:MyxomycetesLuokka:MyxomycetesTilaus:FizaraceaePerhe:FizaraceaeSuku:fizarumNäytä:Physarum monipäinen
Kansainvälinen tieteellinen nimi
Physarum polycephalum Schwein.

Physarum polycephalum [1] ( lat.  Physarum polycephalum ) on Fizaraceae -heimoon kuuluva myksomykeettilaji . Se on yleinen malliorganismi genetiikassa , fysiologiassa ja biokemiassa sekä yksi tutkituimmista organismeista [2] .

Yleisnimi Physarum on johdettu muusta kreikasta. φυσα - "kupla". Erityinen epiteetti lat.  polycephalum tarkoittaa "monipäistä" [3] .

Laji saavutti laajan suosion sen jälkeen, kun se esiteltiin Pariisin eläintarhassa , jossa organismille annettiin nimi "möykky" ("lima", "pisara"). Hän sai tämän nimen kauhuelokuvan " Pisara " kunniaksi, jossa muukalainen lima vangitsee kokonaisia ​​kaupunkeja ja imee itseensä kaiken, mitä matkalla vastaan ​​tulee [4] [5] .

Kuvaus

Plasmodium

Monipäisen physarumin vegetatiivinen vaihe on plasmodium (yksi suuri solu, jossa on useita ytimiä), jolla on kirkkaan keltainen tai vihertävän keltainen väri. Tunnetut valkoiset kannat, jotka on saatu laboratoriossa [6] .

Sporulaatio

Itiöinti on itiöitiö kellertävissä läpikuultavissa jaloissa, harvoin istumaton, hieman pitkänomainen. Yhdessä jalassa on useita itiöitä, jotka muodostavat muodoltaan morelia muistuttavan rakenteen . Keltaiset tai valkeat itiöt saavuttavat jopa 1,5 mm:n korkeuden, kunkin yksittäisen itiön halkaisija on jopa 0,4 mm. Peridium yksikerroksinen, ohut, kalvomainen, tiheästi koristeltu valkoisilla tai kellertävillä limesuomuilla. Hypotallus punaruskea, huomaamaton. Kapilliumi on tiheä, melko elastinen, valkoisia tai kellertäviä kulmikkaita kyhmyjä, jotka on täytetty kalkilla ja joita yhdistävät monet lasimaiset tubulukset. Massassa olevat itiöt ovat mustia, violetinruskeita läpäisevässä valossa, pallomaisia, tasaisesti paksunnetulla kuorella, halkaisijaltaan 9-11 mikronia. Pienillä syylillä peitetty, muodostaen 2-4 itiötä itiön näkyvään osaan [6] .

Ekologia

Muodostaa laajaa itiöintiä mätäpuuhun, usein basidiomykeettien hedelmäkappaleisiin . Itiöinti muodostuu läheisille, usein epätyypillisille alustoille [6] .

Liike

Plasmodiumin liike saadaan aikaan aktiinin ja myosiinin vuorovaikutuksella Ca 2+ -ionien osallistuessa [ 7] . Näiden proteiinien supistukset työntävät säikeiden sytoplasmaa plasmodiumin liikkeen suuntaan. Kuten eläinten lihaksissa, supistuvien proteiinien työ vaatii ATP :tä muuttamaan kemiallista energiaa mekaaniseksi energiaksi.

"Äly"

Lyhimmän polun löytäminen

Plasmodium of Physarum monipäinen pystyy valitsemaan lyhimmän etäisyyden ravintolähteiden välillä. Kokeissa pieniä Plasmodium fisarumin paloja asetettiin sokkeloon. Kun ne täyttivät koko labyrintin tilan, sisään- ja uloskäyntiin asetettiin kaksi murskattua kaurapuuroa sisältävää lohkoa. Neljän tunnin kuluessa umpikujassa ja pidemmissä kulkuväylissä olevat sytoplasmiset säikeet ohuet ja katosivat. Toisen neljän tunnin kuluttua Plasmodium muodosti yhden paksunnetun narun lyhimmän polun varrella ravintolähteiden välillä. Teoksen kirjoittajat päättelivät, että fizarumilla on primitiivinen äly [8] . Joissakin tapauksissa Plasmodium kuitenkin valitsee pidemmän polun, koska polun valinta tapahtuu yhdessä vaiheessa, laskematta kaikkia mahdollisia ratkaisuja. Lisäksi myksomykeetin käyttäytymistä sokkelossa voidaan kuvata ruokasignaalien gradientin avulla [9] .

Vastaava kokeilu tehtiin vuonna 2010. Tutkijat asettivat Plasmodium physarumin Keski- Japanin kartalle, jossa ruokalähteet sijaitsivat 36 suurimman kaupungin paikoissa. Vuoria ja järviä vastaaville alueille suunnattiin vaihtelevan voimakkuuden valoa, jota Plasmodium välttää. Ruokaa etsiessään myksomykeetti valtasi ensin kaiken vapaan tilan ja jätti sitten vain paksuja, rautateitä vastaavia sytoplasmajuosteita. Hänen luomansa liikenneverkko toisti lähes täysin Japanin olemassa olevan liikenneverkon [10] . Ison-Britannian [11] , Espanjan ja Portugalin [12] sekä Rooman valtakunnan Balkanilla [13] liikenneverkot mallinnettiin samalla tavalla . Jotkut kirjoittajat ehdottavat samanlaisen mallinnuksen käyttämistä vielä löytämättömien roomalaisten teiden etsimiseen [14] .

Muisti ja oppiminen

Physarum Plasmodium osoittaa kykyä muistaa vaikutuksen niihin. Joten vuonna 2008 tehdyssä kokeessa limamuotti asetettiin kapealle polulle inkubaattoriin, jossa lämpötila ja kosteus oli hallinnassa. Myxomycete vaelsi polkua pitkin suotuisissa olosuhteissa. Sitten olosuhteet muutettiin kuivempiin ja viileämpiin olosuhteisiin kolme kertaa säännöllisin väliajoin, mikä aiheutti myksomykeetin liikkeen hidastumiseen. Tämän seurauksena hän suotuisissa olosuhteissa myös hidasti liikettään sillä hetkellä, kun odotettiin seuraavaa stimulaatiota. Jos lisästimulaatiota ei ollut, fizarum "unohti" sen 2 syklin jälkeen. Mutta kun se toistettiin, plasmodium hidastui jälleen odottaen uutta stimulaatiota [15] .

Muistiinpanot

  1. ↑ Gorlenko M.V. , Bondartseva L.V. ym. Neuvostoliiton sienet . - M . : Ajatus, 1980. - S.  29 . — 303 s.
  2. ↑ Novozhilov Yu.K. , Gudkov A.V. Luokka Eumycetozoa // Protistit: Eläintieteen opas. - Pietari. : Nauka, 2000. - T. 1. - S. 443. - 679 s. — ISBN 5-02-025864-4 .
  3. ↑ Werner LC Physarumin biologinen laskenta. DLA:sta spatial adaptive Voronoi  // Computing for a better huomenna - Proceedings of the 36th eCAADe Conference, Lodzin teknillinen yliopisto, Lodz, Puola, 19.-21.9.2018. - Łódź, 2018. - Vol. 2. - P. 531-536. - ISBN 978-94-91207-16-7 . - doi : 10.14279/talletus-7675 . Arkistoitu alkuperäisestä 25. lokakuuta 2019.
  4. ↑ Pariisissa he löysivät älykkään "liman" ilman aivoja, kuten 1900-luvun kauhusta . Haettu 24. lokakuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 24. lokakuuta 2019.
  5. ↑
  6. ↑ 1 2 3 Gmoshinsky V.I. , Dunaev E.A. , Kireeva N.I. Moskovan alueen myksomykeettien avain. - M. : ARCHE, 2021. - S. 299-300. — 388 s. - ISBN 978-5-94193-089-0 .
  7. ↑ D. A. Smith, R. Saldana. Ca2+-oskillaattorin malli sukkulavirtaukseen Physarum polycephalumissa  //  Biophysical Journal. - 1992-02. — Voi. 61 , iss. 2 . — s. 368–380 . - doi : 10.1016/S0006-3495(92)81843-X . Arkistoitu alkuperäisestä 12. heinäkuuta 2022.
  8. ↑ Toshiyuki Nakagaki, Hiroyasu Yamada, Ágota Tóth. Ameboidi-organismin suorittama sokkelon ratkaiseminen   // Luonto . - 2000-09. — Voi. 407 , iss. 6803 . — s. 470–470 . — ISSN 1476-4687 0028-0836, 1476-4687 . - doi : 10.1038/35035159 . Arkistoitu alkuperäisestä 7. tammikuuta 2022.
  9. ↑ A. Adamatzky. Slime Mold ratkaisee sokkelon yhdellä kierrolla kemo-attraktanttien gradientin avulla  // IEEE Transactions on NanoBioscience. - 2012-06. - T. 11 , no. 2 . — S. 131–134 . — ISSN 1558-2639 1536-1241, 1558-2639 . - doi : 10.1109/TNB.2011.2181978 . Arkistoitu alkuperäisestä 2. tammikuuta 2022.
  10. ↑ Atsushi Tero, Seiji Takagi, Tetsu Saigusa, Kentaro Ito, Dan P. Bebber. Säännöt biologisesti inspiroituun adaptiiviseen verkkosuunnitteluun   // Tiede . – 22.1.2010. — Voi. 327 , iss. 5964 . — s. 439–442 . — ISSN 1095-9203 0036-8075, 1095-9203 . - doi : 10.1126/tiede.1177894 . Arkistoitu alkuperäisestä 4. tammikuuta 2022.
  11. ↑ Andrew Adamatzky, Jeff Jones. TIESUUNNITTELU SLIME MOODILLA: JOS PHYSARUM RAKENTAISI MOOTTORITEET, SE REITTISI M6/M74:N NEWCASTLEN KAUTTA  //  International Journal of Bifurcation and Chaos. – 2010-10. — Voi. 20 , iss. 10 . — s. 3065–3084 . — ISSN 1793-6551 0218-1274, 1793-6551 . - doi : 10.1142/S0218127410027568 . Arkistoitu alkuperäisestä 4. tammikuuta 2022.
  12. ↑ Andrew Adamatzky, Ramon Alonso-Sanz. Iberian moottoriteiden uudelleenrakentaminen limamuotilla  (englanniksi)  // Biosystems. - 2011-07. — Voi. 105 , iss. 1 . — s. 89–100 . - doi : 10.1016/j.biosystems.2011.03.007 . Arkistoitu alkuperäisestä 7. heinäkuuta 2022.
  13. ↑ Vasilis Evangelidis, Michail-Antisthenis Tsompanas, Georgios Ch. Sirakoulis, Andrew Adamatzky. Limahome jäljittelee Rooman teiden kehitystä Balkanilla  (englanniksi)  // Journal of Archaeological Science: Reports. - 2015-06. — Voi. 2 . — s. 264–281 . - doi : 10.1016/j.jasrep.2015.02.005 . Arkistoitu alkuperäisestä 8. maaliskuuta 2022.
  14. ↑ Vasilis Evangelidis, Jeff Jones, Nikolaos Dourvas, Michail-Antisthenis Tsompanas, Georgios Ch. Sirakoulis. Roomalaista tieverkkoa jäljittelevät Physarum-koneet: 3D-lähestymistapa  //  Tieteelliset raportit. – 2017-12. — Voi. 7 , iss. 1 . - s. 7010 . — ISSN 2045-2322 . - doi : 10.1038/s41598-017-06961-y . Arkistoitu alkuperäisestä 4. tammikuuta 2022.
  15. ↑ Tetsu Saigusa, Atsushi Tero, Toshiyuki Nakagaki, Yoshiki Kuramoto. Amoebae ennakoi säännöllisiä tapahtumia  (englanniksi)  // Physical Review Letters. - 2008-01-03. — Voi. 100 , iss. 1 . — P. 018101 . - ISSN 1079-7114 0031-9007, 1079-7114 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.100.018101 .