養(yǎng)寵物是不少年輕人生活的重要組成部分。最近，“養(yǎng)黏菌”開始流行，“黏菌”到底是什么？一起來了解。

黏菌是地球上最奇特的生命形式之一。它既不是植物，也不是動物，雖然名字里帶了個(gè)“菌”，但更不是真菌細(xì)菌，而是屬于原生生物界的一類。

原生生物是指一類主要由單細(xì)胞組成的真核生物。它們不像動植物那樣歸入典型的多細(xì)胞分類群，但具有獨(dú)立的生命活動能力。原生生物廣泛分布于水環(huán)境、土壤以及動植物體內(nèi)或表面，是一個(gè)多樣性極高的生物類群。

黏菌作為原生生物的一種，通常生活在濕潤的環(huán)境中，如腐爛的木材、土壤表面或樹葉上。它們不具備植物的光合作用能力，也不像典型的動物那樣具有復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)，但在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，尤其是在分解有機(jī)物質(zhì)方面。

沒有大腦和眼睛卻能自己找食物

所謂“給吃貨食物，他就能創(chuàng)造奇跡”，實(shí)際上關(guān)于黏菌的很多研究正是基于這個(gè)思路。最新研究發(fā)現(xiàn)，多頭絨泡菌（又名多頭黏菌）會利用身體感知周圍環(huán)境，然后再“決定”要去哪里。

研究人員將黏菌樣本放在培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)基為普通瓊脂膠。培養(yǎng)皿的一側(cè)放置一個(gè)小玻璃片，另一側(cè)則放置三個(gè)并排的玻璃片。玻璃片上都有黏菌的食物。培養(yǎng)皿被放置在一個(gè)黑暗的房間中，這是黏菌偏好的光線環(huán)境。最初的12小時(shí)里，黏菌向四周均勻生長。然而，到了24小時(shí)，70%的樣本向著三個(gè)并排的玻璃片生長，而不是單個(gè)玻璃片。

進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)揭示了更多有趣的現(xiàn)象。當(dāng)三個(gè)玻璃片堆疊在一起而非并排放置時(shí)，黏菌的偏好消失了，向兩邊生長的概率幾乎相同。這表明并非玻璃片的質(zhì)量導(dǎo)致黏菌選擇三個(gè)并排的玻璃片。

沒有大腦卻能走出迷宮

黏菌的迷宮解謎實(shí)驗(yàn)，也是利用了上面的思路，這是一項(xiàng)由日本的科學(xué)家于2000年開展的著名研究。黏菌是一種沒有神經(jīng)系統(tǒng)的單細(xì)胞生物，研究人員的實(shí)驗(yàn)卻展示了黏菌在復(fù)雜環(huán)境中尋找食物的能力，他們實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一個(gè)復(fù)雜的迷宮，其中出口放置了燕麥片作為食物，黏菌起始時(shí)被放置在迷宮的一個(gè)入口處 。

在實(shí)驗(yàn)過程中，黏菌通過偽足的運(yùn)動，在迷宮中蔓延，逐漸覆蓋各個(gè)通道。在探索的過程中，它會感知環(huán)境中的變化，并調(diào)整其擴(kuò)展方向。當(dāng)它找到食物時(shí)，細(xì)胞質(zhì)流動會逐漸集中在最短的路徑上，而其余的偽足會逐漸收縮和消失。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，黏菌能夠高效地找到從入口到食物的最短路徑。

這種行為令人驚訝，因?yàn)轲ぞ鷽]有神經(jīng)系統(tǒng)或大腦，卻表現(xiàn)出了類似分布式計(jì)算的能力。科學(xué)家們認(rèn)為，這與黏菌的細(xì)胞質(zhì)流動和化學(xué)感知機(jī)制有關(guān)，通過不斷試探和反饋，它能夠在復(fù)雜的環(huán)境中找到最優(yōu)解。

黏菌可以優(yōu)化復(fù)雜交通路線

在隨后的實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家進(jìn)一步研究了黏菌在其他復(fù)雜問題中的表現(xiàn)，如模擬城市交通網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化問題。

黏菌模擬東京地鐵網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)是2010年開展的一項(xiàng)創(chuàng)新性研究。實(shí)驗(yàn)的目的是利用黏菌的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建能力，探索其在優(yōu)化復(fù)雜交通系統(tǒng)中的潛力。研究人員選擇了東京及其周邊區(qū)域的城市作為模型，這一地區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)高度復(fù)雜，但必須確保高效和穩(wěn)健。為了模擬這一環(huán)境，科學(xué)家在類似東京地圖的瓊脂培養(yǎng)基上放置了燕麥片，模擬東京各大城市的交通樞紐，并觀察黏菌如何在這些點(diǎn)之間建立連接。

實(shí)驗(yàn)中，黏菌被放置在中心點(diǎn)（模擬東京的核心樞紐），并開始在培養(yǎng)基上生長，逐步擴(kuò)展其偽足，連接各個(gè)“城市”（燕麥片）。隨著時(shí)間的推移，黏菌的網(wǎng)絡(luò)逐漸變得優(yōu)化：它消除了冗余的通道，同時(shí)保持了連接的穩(wěn)定性和高效性。黏菌最終形成的網(wǎng)絡(luò)在某些方面與實(shí)際的東京地鐵系統(tǒng)驚人地相似。黏菌的網(wǎng)絡(luò)布局不僅高效地連接了所有樞紐，還表現(xiàn)出了很強(qiáng)的魯棒性，即使某些路徑被破壞，它也能迅速通過其他通道進(jìn)行調(diào)整 。

這一研究結(jié)果表明，盡管黏菌沒有大腦或中央控制系統(tǒng)，但它能夠通過簡單的物理和化學(xué)反應(yīng)來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。這種分布式智能系統(tǒng)的表現(xiàn)，為城市規(guī)劃和交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)提供了重要啟發(fā)。黏菌的網(wǎng)絡(luò)不僅表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性，還能夠在資源有限的情況下找到最短路徑，這與實(shí)際工程中的許多優(yōu)化問題有相似之處。研究人員認(rèn)為，黏菌的這種行為可以用于設(shè)計(jì)更高效、可持續(xù)的交通系統(tǒng)，尤其是那些需要考慮到冗余性和災(zāi)難恢復(fù)能力的系統(tǒng) 。

黏菌有記憶和學(xué)習(xí)能力嗎？

2016年，法國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)黏菌能夠通過習(xí)慣化學(xué)習(xí)來適應(yīng)環(huán)境變化。

習(xí)慣化是指生物在多次暴露于某種無害刺激后，逐漸減少對該刺激的反應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)中，研究人員用含有苦味的化學(xué)物質(zhì)（如奎寧或咖啡因）阻擋黏菌的運(yùn)動路徑，盡管這些物質(zhì)對黏菌無害，但它們會最初避開這些區(qū)域。

在實(shí)驗(yàn)初期，黏菌遇到這些化學(xué)物質(zhì)時(shí)表現(xiàn)出回避行為，選擇繞過這些區(qū)域來尋找食物。然而，隨著時(shí)間推移，研究人員觀察到黏菌逐漸“習(xí)慣”了這些化學(xué)物質(zhì)，越來越傾向于直接穿過這些區(qū)域。

實(shí)驗(yàn)表明，黏菌經(jīng)過 4-6 次接觸后，會顯著減少對這些無害化學(xué)物質(zhì)的回避反應(yīng)。這種行為顯示出黏菌具備某種簡單形式的學(xué)習(xí)能力，即能夠記住環(huán)境中的無害刺激，并調(diào)整自身行為以提高效率。

更令人驚訝的是，黏菌的這種習(xí)慣化學(xué)習(xí)行為可以持續(xù)幾天，甚至在休眠狀態(tài)下被“保存”。當(dāng)黏菌被重新激活時(shí)，它能夠繼續(xù)表現(xiàn)出對這些化學(xué)物質(zhì)的熟悉和適應(yīng)性行為。這種持久性記憶使得科學(xué)家進(jìn)一步思考黏菌的記憶機(jī)制，即使它沒有大腦或神經(jīng)系統(tǒng)，仍能通過分子和細(xì)胞反應(yīng)來記住和適應(yīng)環(huán)境變化。

黏菌的學(xué)習(xí)機(jī)制展示了自然界中簡單生物體如何通過環(huán)境適應(yīng)性來解決復(fù)雜問題。

玩黏菌有沒有風(fēng)險(xiǎn)？

黏菌本身對人體并沒有危害，作為一種常見實(shí)驗(yàn)生物，它們既無毒性，也不會引發(fā)疾病。

然而，養(yǎng)黏菌的過程中需要保持環(huán)境適度濕潤。在這種濕潤情況下，一旦環(huán)境衛(wèi)生條件不佳，就很容易滋生霉菌并產(chǎn)生大量孢子，進(jìn)而對人體健康造成威脅。在通風(fēng)不良的情況下，這些與黏菌伴生的霉菌孢子有可能隨著呼吸進(jìn)入我們的氣管和肺部，引發(fā)呼吸道問題、過敏反應(yīng)和其他健康風(fēng)險(xiǎn)。

如果你養(yǎng)了黏菌，一定要定期檢查培養(yǎng)環(huán)境，保持清潔、通風(fēng)，盡量避免霉菌過度生長。