黏糊糊的生命

吳以溪

2019年10月，法國巴黎動物園舉辦了一場獨特的展覽。在展出的一個玻璃罐里，生活著一種沒有大腦的生物，盡管它并沒有記憶系統(tǒng)，卻能建立高效的信息網絡。這種生物名叫黏菌，也被稱為“黏球”。

黏菌是一種類似變形蟲的生物體的集合，并不是單獨的個體。大多數黏菌都是單細胞微生物，小到肉眼根本看不見。但在準備繁殖時，它們的體形會變大，形成可以向外釋放孢子的子實體或“孢子囊”。雖然其釋放孢子的形式與真菌相似，但黏菌與真菌的關系很遠。黏菌釋放出的孢子中有些會形成新的單細胞黏菌，開始新的生命循環(huán)。

可以變形成超級細胞的絨泡菌。

世界各地都有黏菌的身影。黏菌喜歡生活在枯樹的樹枝或樹干上，也喜歡生活在落葉堆中。黏菌以其他微生物為食，比如酵母菌和細菌。如果沒有黏菌，這些微生物可能會失去制約，瘋狂繁殖。黏菌有很多種顏色，有的黏菌非常漂亮，比如團網菌;有的黏菌可以形成華麗的樹狀孢子;而一種俗稱“狗唾沫”的黏菌，看上去卻可能沒那么吸引人。

聰明的黏菌

“變形體”黏菌是一個特別有趣的群體，它們進化出了一種尋找食物的奇特方式。它們平時大多數時間是一個個單獨的細胞，在特殊的化學信號刺激下，它們融合成一個含有成千上萬細胞核的超級細胞團，最大半徑可達10米。

絨泡菌是此次巴黎展覽中的黏菌明星，它經常伸出手指般的卷須。為了尋找食物，這種卷須每天可以長出大約1厘米。在過去十年里，人們不斷發(fā)現黏菌所具有的“超能力”，其中最著名的是絨泡菌在迷宮中尋找路徑的能力：它之所以能在迷宮中找到食物，是因為它能夠感知自己留下的蹤跡，從而讓它能避開之前探索過的區(qū)域。

科學家發(fā)現，絨泡菌也具有一種原始的學習能力。黏菌總體上會趨利避害，如果克服不利因素有助于獲得食物，黏菌就會克服它們。比如，當黏菌的一根卷須在探尋食物的路上受到一些物質（比如鹽或咖啡因）的負面刺激時，受刺激的部位會意識到這是錯誤路徑，于是迅速縮回，轉而往其他路徑尋找食物。但如果它發(fā)現總是可以通過有益的刺激找到食物來源時，就學會借助這種刺激去獲得食物。黏菌之間會傳遞信息、分享經驗，還會通過與其他從未遇到過風險的黏菌融合來傳遞信息。更有趣的是，即使團狀的黏菌進入了干燥的冬眠狀態(tài)，這種傳遞也會持續(xù)數周。

黏菌可以在迷宮中找到食物。

絨泡菌繁殖期形成的孢子囊。

路線設計師

黏菌的行為表明，即使是簡單的生物體，也可以表現出通常在有大腦的動物身上才有的行為，由此提醒我們應重新審視單細胞生物。

科學家利用化學味蕾來控制黏菌運動，使其有效地追蹤食物。這個方法引起了城市規(guī)劃者和交通工程師的興趣。科學家在培養(yǎng)皿中，模擬鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市的位置，通過將黏菌最喜歡的食物（燕麥粥）放置在目標位置，并讓黏菌自主“設計”覓食路線，使研究人員可以借鑒或深入了解如何布置最合適的路線。例如，通過這個方法他們了解到日本東京的鐵路系統(tǒng)是世界上最高效的系統(tǒng)之一，因為當燕麥被用來繪制城市火車站的比例布局時，黏菌在食物來源之間產生的卷舌狀路線與城市的實際鐵路網十分吻合。另外，通過這個方法可以判斷美國的公路網效率不高。

黏菌可為復雜的路線設計提供參考。

現在，這種簡單方法甚至吸引了想要探索宇宙中暗物質下落的宇宙學家的興趣。通過觀察黏菌在食物來源之間的生長連接方式而產生的算法，為科學家提供了一個探索宇宙中暗物質分布的有用模型。科學家發(fā)現，黏菌的細絲和暗物質構成的絲狀網絡結構基本重合。通過觀察黏菌網絡，科學家可以大概猜測暗物質在宇宙中的分布。這種方法已被多次證明有效。

目前世界上有大約900種已知的黏菌，但很可能還有更多的黏菌以及它們的奇妙行為等待被發(fā)現。比如，最近的一個有趣的發(fā)現是，有些種類的黏菌“養(yǎng)殖”細菌的方式與切葉蟻養(yǎng)殖真菌的方式相似。黏菌在新的地方繁殖時，會攜帶一種細菌到新的家園中“養(yǎng)殖”，然后以其為食。或許我們對黏菌的研究越深入，就越能從它們身上看到自己的影子。