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Cómo un moho de limo unicelular toma decisiones inteligentes sin un sistema nervioso central

Fecha :
23 de febrero de 2021
Fuente :
Universidad Técnica de Munich TUM
Resumen :
Tener un recuerdo de eventos pasados ​​nos permite tomar decisiones más inteligentes sobre el futuro. Los investigadores ahora han identificado cómo el moho de lodo Physarum polycephalum guarda recuerdos, aunque no tiene sistema nervioso.
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HISTORIA COMPLETA

Tener un recuerdo de eventos pasados ​​nos permite tomar decisiones más inteligentes sobre el futuro. Investigadores del Instituto Max-Planck de Dinámica y Autoorganización MPI-DS y la Universidad Técnica de Munich TUM ahora han identificado cómoEl moho del limo Physarum polycephalum guarda recuerdos, aunque no tiene sistema nervioso.

La capacidad de almacenar y recuperar información le da a un organismo una clara ventaja a la hora de buscar alimento o evitar ambientes dañinos. Tradicionalmente se ha atribuido a organismos que tienen un sistema nervioso.

Un nuevo estudio escrito por Mirna Kramar MPI-DS y la profesora Karen Alim TUM y MPI-DS desafía este punto de vista al descubrir las sorprendentes capacidades de un organismo unicelular altamente dinámico para almacenar y recuperar información sobre susambiente.

Ventana al pasado

El moho del limo Physarum polycephalum ha desconcertado a los investigadores durante muchas décadas. Existiendo en la encrucijada entre los reinos de los animales, las plantas y los hongos, este organismo único proporciona información sobre la historia evolutiva temprana de los eucariotas, a la que también pertenecen los humanos.

Su cuerpo es una única célula gigante compuesta de tubos interconectados que forman redes intrincadas. Esta única célula parecida a una ameba puede estirarse varios centímetros o incluso metros, y figura como la célula más grande de la tierra en el Libro Guinness de los Récords Mundiales.

Toma de decisiones sobre los niveles más básicos de la vida

Las sorprendentes habilidades del molde de limo para resolver problemas complejos, como encontrar el camino más corto a través de un laberinto, le valieron el atributo "inteligente". Intrigó a la comunidad de investigadores y generó preguntas sobre la toma de decisiones en los niveles más básicos de la vida..

La capacidad de toma de decisiones de Physarum es especialmente fascinante dado que su red tubular se somete constantemente a una rápida reorganización, creciendo y desintegrando sus tubos, mientras carece por completo de un centro de organización.

Los investigadores descubrieron que el organismo teje los recuerdos de los encuentros con los alimentos directamente en la arquitectura del cuerpo en forma de red y utiliza la información almacenada al tomar decisiones futuras.

La arquitectura de la red como memoria del pasado

"Es muy emocionante cuando un proyecto se desarrolla a partir de una simple observación experimental", dice Karen Alim, directora del grupo de Física Biológica y Morfogénesis del MPI-DS y profesora de Teoría de Redes Biológicas en la Universidad Técnica de Munich.

Cuando los investigadores siguieron el proceso de migración y alimentación del organismo y observaron una huella distintiva de una fuente de alimento en el patrón de tubos más gruesos y delgados de la red mucho después de la alimentación.

"Dada la reorganización de la red altamente dinámica de P. polycephalum, la persistencia de esta huella dio lugar a la idea de que la arquitectura de la red en sí podría servir como memoria del pasado", dice Karen Alim. Sin embargo, primero necesitaban explicar el mecanismo detrás de la huellaformación.

Las decisiones se guían por los recuerdos

Para ello, los investigadores combinaron observaciones microscópicas de la adaptación de la red tubular con modelos teóricos. Un encuentro con los alimentos desencadena la liberación de una sustancia química que viaja desde el lugar donde se encontraron los alimentos en todo el organismo y ablanda los tubos en la red., haciendo que todo el organismo reoriente su migración hacia el alimento.

"El ablandamiento gradual es donde entran en juego las huellas existentes de fuentes de alimentos anteriores y donde la información se almacena y recupera", dice la primera autora Mirna Kramar. "Los eventos de alimentación pasados ​​están integrados en la jerarquía de los diámetros de los tubos, específicamente en la disposiciónde tubos gruesos y delgados en la red. "

"Para el producto químico suavizante que ahora se transporta, los tubos gruesos en la red actúan como carreteras en las redes de tráfico, lo que permite un transporte rápido a través de todo el organismo", agrega Mirna Kramar. "Los encuentros anteriores impresos en la arquitectura de la red, por lo tanto, pesan en eldecisión sobre la dirección futura de la migración ".

Diseño basado en principios universales

"Dada la simplicidad de esta red viviente, la capacidad de Physarum para formar recuerdos es intrigante. Es notable que el organismo se base en un mecanismo tan simple y, sin embargo, lo controle de una manera tan afinada", dice Karen Alim.

"Estos resultados presentan una pieza importante del rompecabezas para comprender el comportamiento de este organismo antiguo y, al mismo tiempo, apuntan a principios universales subyacentes al comportamiento. Visualizamos aplicaciones potenciales de nuestros hallazgos en el diseño de materiales inteligentes y la construcción de robots blandos que naveguen a través deentornos complejos ", concluye Karen Alim.


Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.


Referencia de la revista :

  1. Mirna Kramar, Karen Alim. Memoria de codificación en la jerarquía del diámetro del tubo de la red de flujo vivo . Actas de la Academia Nacional de Ciencias , 2021; 118 10: e2007815118 DOI: 10.1073 / pnas.2007815118

cite esta página :

Universidad Técnica de Múnich TUM. "Cómo un moho de limo de una sola célula toma decisiones inteligentes sin un sistema nervioso central". ScienceDaily. ScienceDaily, 23 de febrero de 2021. .
Universidad Técnica de Munich TUM. 2021, 23 de febrero. Cómo un moho de limo unicelular toma decisiones inteligentes sin un sistema nervioso central. ScienceDaily . Consultado el 23 de febrero de 2021 en www.science-things.com/releases/2021/02/210223121643.htm
Universidad Técnica de Munich TUM. "Cómo un moho de limo de una sola célula toma decisiones inteligentes sin un sistema nervioso central". ScienceDaily. Www.science-things.com/releases/2021/02/210223121643.htm consultado el 23 de febrero, 2021.

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