Ученые нашли «компьютер» внутри крошечных организмов без мозга

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско изучили крошечных обитателей прудов Euplotes eurystomus и заметили необычную логику в их движении. По словам исследователей, для этого организмы используют своеобразный «компьютер», сообщает Science alert.

У крошечных одноклеточных существ нет мозга, который мог бы руководить сложным движением. Поэтому, как правило, они перекатываются, скользят или плывут. Но Euplotes eurystomus снуют, как насекомые, двигая 14 маленькими придатками.

По словам ученых, движение организмов напоминает часовой механизм, который циклически повторяет шаблон заданных состояний, которые регулируются в зависимости от окружающей среды.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Древние микробы вызвали изменения климата на Марсе, которые не смогли пережить

«Казалось, что движения связаны последовательной логикой. Они не были случайными, и мы начали подозревать, что происходит какая-то обработка информации», — заявил биофизик Бен Ларсон.

У организмов есть 14 пучков ресничек, которые действуют вместе наподобие крошечных ног, называемых усиками. Эти усики используются для передвижения и охоты.

Ларсон и его коллеги проследили за движениями крошечных хищников в замедленной съемке. Ученые определили 32 различные комбинации движений ног и обнаружили, что некоторые комбинации с большей вероятностью следуют друг за другом.

Усики состоят из тубулиновых волокон, как и остальные каркасные структуры клетки (ее цитоскелет). Эти волокна также действуют как опорная структура между различными усиками, поэтому они также функционируют как своего рода механическое сообщение.

Компьютерное моделирование показало, что напряжение и деформация волокон диктуют, какой набор положений усиков активен в каждый момент времени. В некоторых усиках на разных стадиях ходьбы накапливаются стресс; когда этот стресс снимается, он побуждает клетку двигаться вперед в следующее состояние, вызывая циклический переход между ними.

Ученые считают, что то, что смена состояний происходит неслучайным образом, означает, что внутри крошечных организмов присутствует рудиментарный компьютер. Ученые подвергли Euplotes eurystomus воздействию препарата, который нарушает синхронные реакции тубулиновых волокон. В результате организмы начали двигаться хаотичными кругами.

«Походка» Euplotes eurystomus по-прежнему оставалась правильной, но она больше не координировалась таким образом, чтобы обеспечивать максимально эффективное движение.

Ученые считают, что крошечные существа контролируют свое движение не мозгом и нервами, а сетями сигнальных молекул. Ранее исследователи уже наблюдали за тем, как такие сети могут обеспечивать сложное поведение микробов, например, принятие решений и навигацию по лабиринтам.