RAPORT

Propozycja podziału Ukrainy? Sikorski na cenzurowanym

The blob, czyli śluźnia

Wszelkie śluzowate rzeczy na ogół nas brzydzą, kojarzą się bowiem z wydzielinami (fot. Shutterstock/Holiday.Photo.Top)
Wszelkie śluzowate rzeczy na ogół nas brzydzą, kojarzą się bowiem z wydzielinami (fot. Shutterstock/Holiday.Photo.Top)

Najnowsze

Popularne

Czy zredefiniujemy pojęcie inteligencji nie tylko w zetknięciu z futurystyczną AI, ale także z pradawnymi śluzowcami sprzed miliarda lat?

Mysio-ludzki mózg działa

Powoływanie do życia chimer mysio-ludzkich, całych organizmów, jest zabronione. Jednak eksperymenty, które zaprezentowali na łamach niedawnego...

zobacz więcej

Często na tych łamach pisuję o mózgu, bo myślenie, kojarzenie, poszukiwanie i sprytne odnajdywanie – wszystkie te zadania dla inteligencji – fascynują. A kojarzymy je z mózgiem. Inteligentne są zatem małpy i psy, koty, szczury to już zwłaszcza, ptaki, gdy lecą na drugi koniec świata i węgorze, gdy na ów inny koniec płyną, wiedząc, jak wrócić. Pszczołom i mrówkom także nic nie brakuje, zwłaszcza gdy uznać istnienie „inteligencji zbiorowej”.


A co ze śluźnią, w której mózgu dopatrzyć się nie sposób, bo to protist? Za to umie być równie mądra jak planiści tokijskiego metra, a może nawet trochę bardziej.

 

Ciepły listopad sprawia, że nawet teraz, gdy pójdziemy do lasu, pod kłodami czy warstwą zbutwiałych liści możemy odnaleźć jego: Physarum polycephalum. Żółty śluz, tworzący marmurkowe wzory.


Jako taki nie wzbudza on naszej natychmiastowej sympatii. Wręcz przeciwnie – wszelkie śluzowate rzeczy na ogół nas brzydzą, kojarzą się bowiem z wydzielinami, które z naszego ciała wychodzą jedynie w stanie choroby i to najczęściej zakaźnej. Zatem matka ewolucja od tysiącleci pieczołowicie selekcjonując zadbała, by wszelkie śluzy nas odstręczały na pierwszy rzut oka. To chroniło przed potencjalną chorobą.

Mechanizm słuchu wreszcie rozszyfrowany

Uczymy się w szkole o uchu i słyszeniu, ale do dziś nieznany był mechanizm molekularny stojący za tym powszechnym dla ssaków zjawiskiem. Został on...

zobacz więcej

Obrzydzenie to już dwukrotnie, choć z różnym powodzeniem, wykorzystała hollywoodzka kinematografia, produkując w roku 1958 i ponownie 30 lat później film „The Blob”. U nas tłumaczony jako „Plazma”, choć umówmy się – prawidłowe tłumaczenie powinno brzmieć właśnie śluźnia. Z kosmosu zatem pojawia się śluźnia i przelewając się w obrębie swej koszmarnej krwistej bąblowato-galaretowatości pochłania w siebie wszystko, co spotka na drodze, rozrastając się.


Koszmar SciFi gotowy, nie trzeba skomplikowanej intrygi, rzecz jest przerazajaca sama w sobie. A gdyby widzom zasugerować, że ów „Blob” jest inteligentny w dodatku, a nie taki głupi, na jakiego wygląda, można dostać w kinie zawału ze strachu. 

 

Gdy jednak zapomnieć, że Physarum polycephalum to śluz, same, przepiękne marmurkowe wzory tworzone na powierzchniach przez „the blob” są naprawdę warte obserwacji. Nie jest to wbrew pozorom grzyb, roślina ani tym bardziej zwierzę, tylko śluzowiec. Biologia umieszcza śluzowce dziś w tej samej grupie organizmów, gdzie będą i znany ze szkoły pantofelek czy euglena, i bardzo wiele innych stworzeń, czyli w wielkim królestwie Protista.

Komputer jednokomórkowca

Co jeśli co najmniej kawałek zjawiska nazywanego przez nas (z braku konkretów) instynktem, okaże się wynikiem pracy „wewnętrznej maszyny liczącej”?...

zobacz więcej

Choć Physarum w tej formie, w której je oglądamy gołym okiem, jest bezkomórkowe (ma jądra komórkowe, ale nie są one zapakowane w osobne komórki tworzące ciało tego protista, tylko zawieszone w rosnącym systemie niepodzielonych żadnymi septami rurek wypełnionych cytoplazmą), to w swym skomplikowanym cyklu życiowym ma rozmaicie wyglądające formy jednokomórkowe. Głównie ameby i ameby uwicione. To dzięki nim i badaniom genetycznym wiemy, że to protist, a nie grzyb. Forma bezkomórkowa nosi nazwę plazmodium i jej jądra komórkowe zawierają dwa komplety chromosomów, podczas gdy te ameby –pojedynczy komplet.  

 

Tu na marginesie zwracam uwagę, że my sami i inne zwierzęta mamy w swym ciele komórki ameboidalne, np. makrofagi (a także uwicione, np. plemniki, i orzęsione, np. niektóre nabłonki). Czyli nasza wielokomórkowość, zapisana w rozwoju, pamięta swoją ewolucyjną jednokomórkową przeszłość dość dokładnie, zatem tu i ówdzie ów program rozwojowy, typu: bądź amebą!, bądź wiciowcem! czy bądź orzęskiem – uruchamia i realizuje dla swoich wyspecjalizowanych i niezbędnych do życia całego organizmu komórek. 

Po ciemności zabłysło światło, czyli jak zwalczyć wielooporne bakterie naświetlaniem

„Ciemność widzę, ciemność” to dobre podsumowanie sytuacji, w jakiej znajduje się dziś antybiotykoterapia. To ta działka w medycynie, która musi na...

zobacz więcej

Dlaczego jednak poza tym, że jesień ciepła i można je jeszcze obserwować, warto mówić o śluzowcach? Bo tematem współczesności jest uczenie się, komunikacja i przekazywanie danych oraz optymalizacja sieci użytkowych, a w tym śluzowce są mistrzami. Poznanie tych zjawisk to przewrót w biologii porównywalny do tego, gdy się okazało, że rośliny komunikują się miedzy sobą i to na kilka co najmniej sposobów.


Zdolności, które psychologia i neuronauki nazywają kognitywnymi, przestały być domeną kręgowców, a nawet zwierząt. Bo wytresować można i dżdżownicę, ale ona zaczyna już koncentrować układ nerwowy w tzw. zwoje. Pozbawione jednak jakichkolwiek śladów komórek nerwowych czy przekaźnictwa nerwowego oraz w ogóle tkanek śluzowce wykazują nie tylko zdolność do chemicznego zapamiętywania (np. gdzie jest pokarm – w ich wypadku bakterie, najchętniej rosnące na owsie – a więc poczucie i preferencja konkretnego smaku tu jakaś jest), a także wyczuwania i unikania zagrożeń. To umie i pantofelek i bakteria każda w zasadzie. 

 

Physarum potrafi ponadto rozwiązywać złożone łamigłówki, takie jak labirynty, i zapamiętywać nowe substancje. Już ponad 20 lat temu na łamach „Nature” grupa badaczy z Uniwersytetu Hokkaido w Japonii umieściła tego śluzowca na szalce Petriego z płatkami owsianymi. Ich pozycja odtwarzała w stosownej skali odległości lokalizacje niektórych z najczęściej odwiedzanych miejsc w Tokio. W ciągu pierwszych kilku godzin rozmiar śluzowca rósł wykładniczo i rozgałęził się po całej „jadalnej mapie”. W ciągu kilku kolejnych dni skurczył się jednak i utworzył złożoną sieć rozgałęzień między płatkami na szalce Petriego.


Bez centralnego układu koordynacyjnego śluzowiec odtworzył połączoną sieć, która wygląda prawie dokładnie jak jeden z najlepszych na świecie systemów komunikacji miejskiej – tokijskie metro obsługujące na 102 liniach 14 mld pasażerów rocznie. Co więcej, wersja śluzowca dzięki pewnym minimalnym w sumie różnicom, była bardziej odporna na uszkodzenia. W przypadku zerwania łącza, reszta sieci Physarum mogła dalej działać. A z metrem (nawet tokijskim!) , jak bywa, gdy jeden pociąg ma awarię, wiedzą spóźnieni do pracy masowi pasażerowie.

Mikrobiom z probówki

Małe jest nie tylko piękne, ale i bardzo potrzebne. Nie ma bowiem życia bez bakterii. Dzięki nim „oddychamy, poruszamy się i jesteśmy” – i to...

zobacz więcej

Podłoże molekularne tych zdolności i cała architektura tego, jak radzić sobie z informacją, jest zupełnie inna niż sposób, w jaki działa mózg. Zatem można kojarzyć fakty bez mózgu? Można. Można eksplorować przestrzeń w sposób pomysłowy? Jak najbardziej.


Powstaje pytanie, czy sztuczne inteligencje, zwłaszcza te do analizy złożonych problemów przestrzennych, nie powinny się raczej uczyć od śluzowców, nie zaś od nas. Bo jak spojrzeć na wyznaczone nam na nowych osiedlach szlaki komunikacyjne, zaufanie Physarum a nie współczesnym architektom mogłoby nam przynieść wiele pożytku. 

 

Po takim wprowadzeniu nikogo nie zdziwi, że rok temu innym Japończykom, mianowicie z Keio University w Kanagawa udało się udowodnić, że Physarum potrafi skutecznie rozwiązać tzw. problem komiwojażera. To wykładniczo złożone zadanie matematyczne, które programiści rutynowo wykorzystują do testowania algorytmów komputerowych. Ująwszy to banalnie: dane jest n miast, które komiwojażer ma odwiedzić, oraz odległość / cena podróży / czas podróży między każdą parą miast. Celem jest znalezienie najkrótszej / najtańszej / najszybszej drogi łączącej wszystkie miasta, zaczynającej się i kończącej się w określonym punkcie.


Na szczęście nikt nas tym nie dreczy na zajaciach z matematyki w liceum, bo obawiam się, że skutki mogłyby być opłakane. „The blob” zaś, się po labiryncie z płatkami owsianymi, absolutnie dał rady zoptymalizować trasę i ponoszone koszty energetyczne na dotarcie do nagrody.

Regeneracja mózgu

Mózg jest organem tajemniczym i jego poznawanie nigdy się nie skończy. Rozwój i regeneracja mózgu są u jądra tej tajemnicy. Aby zrozumieć...

zobacz więcej

Technicznie jest to organizm jednokomórkowy, jednak w zadaniach opisanych powyżej dowodzi, że jest siecią wykazującą zachowanie zbiorowe. Każda część śluzowca działa niezależnie i dzieli się informacjami z sąsiednimi sekcjami, bez scentralizowanego przetwarzania. Plazmodium nie jest mikroskopijne, może osiągać średnicę nawet kilkudziesięciu centymetrów. Czyli choć mózgu nie ma, całe działa poniekąd jak mózg.


Topologia i struktura sieci neuronowych w mózgu i śluzowca zdają się bardzo podobne, oba również systemy wykazują oscylacje, przy czym dla mózgu są to zmiany elektryczne (tzw. potencjał czynnościowy), a dla Physarum – hydrodynamiczne.  

 

Informacje te mają z pewnością naturę chemiczną, zaś rureczki plazmodium kurczą się, by działać jak pompa perystaltyczna, przepychająca cytoplazmę wraz z zawartą w niej w określonym miejscu informacją chemiczną, która dyfundując rozprzestrzenia się i zmienia stężenia w objętości rureczek. A oscylacje tego pompowania zdają się pokrywać z napotkaniem bodźców zewnętrznych. Im bardziej ponętny bodziec, tym szybciej śluźnia będzie oscylować, zatem się w jego kierunku przelewać czy rozwijać. 

 

Prosty aż do bólu syncytialny „blob”. A jednak umie się uczyć i rozwiązywać pewne problemy przestrzenne lepiej nawet od nas. Gdyby twórcy owych filmów SciFi to wiedzieli, niewykluczone że sukces w BoxOffice byłby znacznie poważniejszy. Zwłaszcza, że gwarantowane przez wykorzystanie AI sposoby poruszania żelu na ekranie, a i sama jego konstrukcja w naszym świecie z silikonu byłaby znacznie wiarygodniejsza dla oka. Czy czas zacząć się bać? Lepiej może idźmy do lasu na ostatni jesienny spacer. I poszukajmy śluzowców, ale ich nie niszczmy. To zbyt ciekawe, na swój sposób inteligentne i pouczające organizmy, aby je bezmyślnie rozdeptywać. 

Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:
Zobacz więcej