Śluzowce, czyli inteligencja bez mózgu i neuronów

W ściółce wilgotnego lasu można natrafić na jaskrawożółtą, rozlewającą się masę, która wygląda jak rozlana farba. To śluzowiec Physarum polycephalum, jeden z najdziwniejszych organizmów świata. Nie ma mózgu, nie ma ani jednego neuronu, a mimo to potrafi rozwiązywać labirynty, planować sieci połączeń i podejmować coś w rodzaju decyzji. Śluzowce od lat fascynują naukowców, a najnowsze badania próbują rozgryźć, na czym polega ich zagadkowa pamięć.

Nie grzyb, ale bliski znajomy mykologów

Zacznijmy od sprostowania. Śluzowce to nie grzyby. Należą do zupełnie innej gałęzi życia, bliższej amebom niż borowikom. Przez wieki klasyfikowano je jednak razem z grzybami, do dziś opisują je często mykolodzy, a w atlasach przyrodniczych sąsiadują z prawdziwymi grzybami. Dlatego dobrze pasują do naszej mykologicznej serii, choć formalnie są osobnym królestwem.

Physarum polycephalum w fazie zwanej plazmodium to w istocie jedna wielka komórka z mnóstwem jąder. Potrafi rozlać się na powierzchnię wielkości dłoni, a nawet większą, i powoli przemieszczać się w poszukiwaniu pokarmu, głównie bakterii i zarodników.

Labirynty i mapa kolei

Sławę przyniosły śluzowcom eksperymenty, w których zachowywały się zaskakująco „mądrze”. W klasycznym doświadczeniu z 2000 roku Physarum umieszczono w labiryncie z pożywieniem na dwóch końcach. Organizm nie tylko dotarł do jedzenia, ale z czasem wycofał grzybnię ze ślepych korytarzy i utrzymał najkrótszą możliwą trasę łączącą oba źródła pokarmu.

Jeszcze bardziej znane jest badanie opublikowane w 2010 roku w czasopiśmie Science. Naukowcy rozłożyli płatki owsiane na mapie w miejscach odpowiadających miastom wokół Tokio, a śluzowiec połączył je siecią żył. Powstała struktura była uderzająco podobna do rzeczywistej sieci kolejowej regionu, zarówno pod względem wydajności, jak i odporności na uszkodzenia. Organizm bez mózgu rozwiązał więc problem, nad którym pracują sztaby inżynierów.

Śluzowce potrafią też coś, co przypomina uczenie się. W doświadczeniach opisanych w 2016 roku Physarum na drodze do pokarmu napotykał nieszkodliwą, ale nieprzyjemną w smaku substancję. Początkowo zwalniał i unikał przeszkody, lecz po kilku dniach przekonywał się, że nic mu nie grozi, i przestawał na nią reagować. Co więcej, gdy dwa osobniki połączyły się w jeden, ten wyuczony brak reakcji potrafił się przenieść na całość. To zjawisko, zwane habituacją, u zwierząt uchodzi za prostą formę pamięci, a tutaj zachodzi bez ani jednego neuronu.

Pamięć zapisana w ciele

Skoro śluzowiec nie ma mózgu, gdzie przechowuje informacje? W 2021 roku badacze związani z Instytutem Maxa Plancka zaproponowali elegancką odpowiedź. Pamięć Physarum jest zapisana w samej architekturze jego sieci. Żyły, które prowadziły do pokarmu, pogrubiają się, a te nieprzydatne zanikają. Kształt ciała staje się więc zapisem przeszłych doświadczeń i podpowiada, w którą stronę warto się rozwijać.

Nowsze prace idą dalej. Badanie z 2024 roku sprawdzało u śluzowca tak zwaną naprzemienność wyborów, czyli tendencję do skręcania raz w jedną, raz w drugą stronę, którą u zwierząt uważa się za oznakę pamięci przestrzennej. W wydrukowanych w technologii 3D labiryntach w kształcie litery T Physarum rzeczywiście wykazywał taką naprzemienność, ale tylko na krótkich dystansach. Sugeruje to, że „decyzja” zapada lokalnie, na ruchomym czole rozrastającego się organizmu, a nie w jakimś centralnym ośrodku.

Ostrożnie ze słowem inteligencja

Tu potrzebny jest chłodny osąd. To, że śluzowiec optymalizuje trasy i reaguje na otoczenie, nie znaczy, że myśli tak jak zwierzę. Mówimy raczej o rozproszonym przetwarzaniu informacji, opartym na chemii i mechanice, bez świadomości. Sami badacze spierają się, czy w ogóle wolno tu używać słowa „poznanie”. To dobra lekcja pokory, bo pokazuje, że złożone, celowe z pozoru zachowania mogą powstać bez żadnego układu nerwowego.

Zachowanie śluzowców przypomina zresztą to, co robią grzyby. Ich strzępki także tworzą rozległe, samoorganizujące się sieci, o czym piszemy w tekstach o tym, co potrafi grzybnia, oraz o podziemnej sieci łączącej las. Zarówno śluzowce, jak i grzybnia to organizmy rozkładające materię, które radzą sobie ze złożonym światem bez centralnego mózgu. Właśnie dlatego inżynierowie podglądają je, projektując sieci transportowe, algorytmy i roboty.

Materiał ma charakter wyłącznie informacyjny i popularnonaukowy. Opisuje biologię śluzowców. Przywołane ustalenia pochodzą z badań nad Physarum polycephalum, w tym prac z 2010, 2021 i 2024 roku.