黏菌：最小的交通規劃師

許秀華

在人類社會中，規劃高速公路網、鐵路網，是一項專業技術水準要求很高的工作，路徑、成本、地質情況都要考慮。但是在黏菌看來，事情也許沒那么復雜。

城市規劃，小菜一碟

日本關東地區人口密集、經濟發達，為了設計出相對完善的城市鐵道系統，保障市民的出行，交通規劃工程師們之前可謂絞盡腦汁。然而，2008年日本北海道大學和廣島大學的科學家請來黏菌幫忙，黏菌在兩天之內就設計出了關東地區的“鐵路網”，簡直讓人類工程師們汗顏。

科學家在一個A4紙大小、形狀與日本關東地區相同的容器里培養黏菌。黏菌和最大塊的食物放在“東京”的位置，其他小塊食物則被分散地放置在“關東地區”的36個“主要車站”的位置上。兩天后，一幅清晰的“鐵路網”被黏菌構建出來了！

無獨有偶。2012年，英國西英格蘭大學的科學家用黏菌的培養基做了一個地球儀，并根據地球的實際情形將這個地球儀表層切割成高山海洋、河流平原、沙漠綠洲的形狀。然后，他們將燕麥片撒在人口最密集的城市所處的位置，并將黏菌安置于北京所在的位置。結果發現，黏菌用它們小小的身體重新連成的道路，竟然和中國歷史上的絲綢之路及部分亞洲高速公路有著高達76%的重合度！

了解一下這種神奇的生物

要想知道黏菌是怎么做到的，我們還是先了解一下黏菌吧。

黏菌是一大類有趣的真核生物。在生長期，黏菌像動物細胞一樣沒有細胞壁，取食的時候像原生動物會四處爬動；繁殖時，又會像真菌和苔蘚蕨類等低等植物一樣，通過散布孢子來繁殖。孢子是真菌和低等植物的“孩子”，這些孢子和植物細胞一樣是有細胞壁的。

黏菌在取食時會不斷地改變自己的形狀。為了盡可能地接觸到食物，一些伸出的細胞質變得又長又細，成為了原生質管。這種管道可以在其體內傳輸營養和代謝物。多個黏菌聚在一起，就可以用原生質管建立起一套運輸食物的網絡。

它們是怎么做到的

實際上，黏菌建立這些交通路線，并不是一蹴而就的，而是在反復試錯中逐步完善的。

最開始，黏菌會向各個方向自由地進行探索，并不特意傾向于哪個方向。比較奇特的是它們接下來的動作，它們在探索的過程中會在介質表面留下黏液作為標記。這有點像我們登山過程中會在樹上系上紅絲帶給隊友指路的動作，更像在雷區將有地雷的地點都插上小紅旗做標記。凡是被標記過的地方，黏菌都會刻意地避開，這樣它們就不會走重復的路線，從而提高了尋找食物的效率。如果在探索過程中遇到了有害的物質，它們也會加以標記，在接下來的“行軍”途中避開。

它們就這樣將“身體”像攤大餅一樣在物體表面攤平，直至某個原生質管發現了食物。這時，它們就會把那些在無效的探索中所伸出的原生質管盡可能地收回來，加強和食物聯通的原生質管的構建和維護。多個黏菌之間就通過合作，構建出了一條條通往食物的“最優路徑”，即在自己和食物之間繞開危險后的最短路徑。黏菌儼然成為了天然的路徑計算機器，每個黏菌獨立地輸入或接收信息，整個群體卻能做出最佳決策，宛如一臺并行計算機。

黏菌的這種自我組織行為是一種原始的智能，盡管黏菌僅由一個細胞組成，并不具備形成神經甚至大腦的能力。那么，是否可以用黏菌制造生物計算機呢？未來，也許這是一種可能。

錯誤的認識

現在，黏糊糊的黏菌有時被民間捧成了神物“太歲”。時常可以在報刊、網絡上看到某人從地底下挖出了“怪肉”的報道，這里的“怪肉”其實就是黏菌。人們因為不了解這種生物，從古到今一直將黏菌賦予了某些特殊的能力，將其吹捧為神奇的保健品。其實，吃黏菌未必能延年益壽。了解黏菌的行為方式，倒是可以增強大腦的功能，延緩大腦的衰老。

責任編輯：陸艷 責任校對：夏越