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最奇葩：微小無(wú)腦的單細(xì)胞團(tuán)可以做出決定

來(lái)源：新浪科技時(shí)間：2020-01-09 10:18:44

依據(jù)最新一項(xiàng)研究，微小無(wú)腦的單細(xì)胞團(tuán)可以做出決定，它們能“改變主意”，避免接觸刺激性物質(zhì)。

一個(gè)多世紀(jì)前，美國(guó)動(dòng)物學(xué)家赫伯特·斯賓塞·詹寧斯對(duì)一種叫做Stentor roeselii的相對(duì)較大、喇叭狀單細(xì)胞生物進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果顯示，當(dāng)他在這些單細(xì)胞生物周圍釋放一種刺激性胭脂紅粉末時(shí)，觀察到單細(xì)胞以一種可預(yù)見(jiàn)的模式進(jìn)行反應(yīng)。他于1906年發(fā)表的研究報(bào)告《低等生物行為》中描述了單細(xì)胞的行為特征。

Stentor roeselii先試圖避開身體周圍的粉末，如果該措施無(wú)效;它們就會(huì)逆轉(zhuǎn)纖毛運(yùn)動(dòng)，推開周圍的粒子，它的纖毛是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)和進(jìn)食的毛發(fā)狀突起;如果以上兩種情況均無(wú)效，該單細(xì)胞生物就會(huì)迅速收縮，最終如果所有方法都失敗，它就會(huì)脫落表面碎屑，快速游走。

在隨后幾十年里，科學(xué)家在多項(xiàng)試驗(yàn)中未能復(fù)制這些發(fā)現(xiàn)，因此該發(fā)現(xiàn)遭到置疑，近期，美國(guó)哈佛大學(xué)一支研究小組決定再次進(jìn)行這項(xiàng)老試驗(yàn)，研究報(bào)告作者、哈佛大學(xué)系統(tǒng)生杰里米·古納瓦德納(Jeremy Gunawardena)在一份聲明中稱，這是一項(xiàng)完全脫離教科書的“臭鼬試驗(yàn)”，這不是任何人能夠操作的日常工作。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期搜尋工作，研究人員從英國(guó)供應(yīng)商獲得來(lái)自一處高爾夫球場(chǎng)的Stentor roeselii樣本，之后船只運(yùn)送到古納瓦德納的實(shí)驗(yàn)室，研究小組使用顯微鏡觀察和記錄了這些單細(xì)胞生物遇到附近刺激物時(shí)的行為反應(yīng)。

首先，他們嘗試釋放刺激性胭脂紅粉末，21世紀(jì)的單細(xì)胞生物不像100多年前它們祖先容易被驚擾，研究報(bào)告顯示，胭脂紅粉末是胭脂蟲的自然產(chǎn)物，所以自詹寧斯時(shí)代以來(lái)，胭脂蟲成分可能發(fā)生了變化，所以研究人員嘗試采用另一種刺激物——顯微等級(jí)塑料球。

此時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合之前的預(yù)期，Stentor roeselii開始試圖避開塑料球，采用的策略與詹寧斯研究報(bào)告中的相一致，起初它們的躲避行為并未表現(xiàn)出任何特定的規(guī)律，例如：一些單細(xì)胞生物會(huì)彎曲身體再收縮，而一些只會(huì)收縮身體。科學(xué)家進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析顯示，平均而言，單細(xì)胞生物做出決策時(shí)通常采用類似的行為規(guī)律——在收縮分離或者游走之前幾乎總是選擇彎曲和改變纖毛方向。

更重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，如果單細(xì)胞生物真到了需要收縮或者分離的階段，它們選擇其中一種行為的概率是均等的。

古納瓦德納說(shuō)：“它們會(huì)先做簡(jiǎn)單的防御措施，如果遇到不斷的外界刺激，它們會(huì)‘決定’嘗試其他的方法，Stentor roeselii沒(méi)有大腦，但似乎存在著某種機(jī)制，一旦感覺(jué)刺激持續(xù)太久，就會(huì)‘改變主意’。”

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有助于科學(xué)家展開癌癥研究，甚至改變我們對(duì)自身細(xì)胞的認(rèn)知，古納瓦德納說(shuō)：“細(xì)胞并不僅僅是由基因編程來(lái)完成任務(wù)，它們存在于一個(gè)非常復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，在某種程度上相互溝通和協(xié)調(diào)，對(duì)信號(hào)做出反應(yīng)和決策，單細(xì)胞生物的祖先曾經(jīng)統(tǒng)治著遠(yuǎn)古地球，很可能它們比人們所認(rèn)知的更加復(fù)雜。”目前，這項(xiàng)最新研究報(bào)告發(fā)表在12月5日出版的《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上。

微小無(wú)腦的單細(xì)胞生物也可以做出復(fù)雜“決定”