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黏菌是一種很酷的生物,他們有時候像變形蟲一樣,趴在地上爬來爬去,有時候又會站起來跟香菇一樣,產生子實體和孢子,把分類學家們搞得糊里糊塗,不知道到底該把他們算成動物,植物還是黴菌,所以特別給黏菌一族自成一門,真菌動物門(Myxomycota)。

黏菌的世界可以說是最相容各種性別的世界。你以為人類出現第三性很有創意嗎?黏菌配子的性別,由三組基因作決定(matA,B,C),可以形成8種性別的性細胞。每一個基因作又可以有多種變化,排列組合下可以有500種以上的性別個體。

黏菌雖然是單細胞生物,但是在外觀上,一點都不像一顆圓圓的細胞,他在地上爬的階段,會形成一個網狀結構,四面八方的探索養分的所在,他們的身體可以超展開,從幾釐米到幾米都有,吉尼斯世界紀錄將其列為世界最大的細胞(原來不是鴕鳥蛋啊…)。

​還有一點,就是當黏菌要形成子實體的時候,會有多個黏菌細胞聚集在一起,然後有的細胞成為孢子,延續下一代,有的則自我犧牲,成為將孢子頂到最高處的柱子(stalk)。這些成為柱子的細胞基本上就是自殺,然後硬化了。這種利他行為,在生物界裡非常少見,這個中原因也是研究黏菌的科學家們非常熱衷的研究題目喔!

黏菌身為單細胞生物,當然沒有消化系統,為了要攝取體外大分子的養分,黏菌分泌出許多黏液,先用黏液裡的酵素消化一下外面的養分,然後再好好的吸收進來。就好像先吐些口水在饅頭上,讓澱粉黴作用一下,再來舔分解出來的醣類….(有點不太舒服的比喻,哈哈….)。這些黏液總是蓋在黏菌身上,讓他們看起來總是溼溼黏黏的,黏菌(slime mold)也就因此而得名。

​生物物理及型態學家,德國馬克斯普朗克學會(Max-Planck Institute),米爾娜·克拉瑪(Mirna Kramar)小姐,和慕尼黑科技大學,卡倫·阿里姆(Karen Alim)小姐,發現一種叫做多頭絨泡(Physarumpolycephalum)的黏菌,會記得哪裡有食物,哪裡有危險。這個發現打破很多科學家的眼鏡,因為一直以來,科學家們都認為,記憶力是擁有神經系統的生物的特權,實在難以想像單細胞黏菌也能有記憶力。

阿里姆小姐發現,黏菌的網狀形態其實是一直在快速變動的,這些變化並沒有一個指揮中心來決定,而是由每一次遇到食物的時候,形成的構架來組成記憶,這些記憶就是未來做決定時的參考資料。

阿里姆小姐說道:“當計劃從簡單的實驗觀察發展開來的時候,真的很令人興奮。我們一路看著黏菌的移動和飲食過程,觀察到他們的網子有些特定的粗細變化,這些變化在黏菌吃完食物之後很久都還存在。在黏菌快速變動的型態中,這些堅持不變的地方給了我們這個點子,或許他們就是用這種印痕(imprint)一般的型態,來記住過去發生過的事的。不過,我們首先必需解釋這種印痕形成的機制。”

在顯微鏡下,阿里姆小姐發現,黏菌發現食物的時候會釋放出一種化學物質,當做開飯的訊號,讓那個地方的網子軟化,然後整個身體就朝那個方向前進。

克拉瑪小姐說道:“黏菌吃飯的時候形成的網子有粗有細,接近食物的地方,開飯訊號多,網子就粗一點,其他地方就縮得細了些。下一次發現食物的時候,開飯訊號就因為網子的粗細不同,而有不同的傳導速度,粗網子就像是高速公路一樣,傳送速度較快。反之,細的地方就慢。整個黏菌的身體,軟化的程度也因此而不同,形成前進方向的決定。”

阿里姆小姐指出,多頭絨泡黏菌形成記憶的方式粗暴又簡單。這個發現,或許能為了解演化上的老祖先們的行為找到一片小拼圖,同時也能為未來的智慧材料設計,和建構巡航複雜環境的軟機器人,帶來一些新的應用方向。

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