突然火了年轻人扎堆养！一文了解“黏菌”到底是什么→

新闻聚焦admin2024-11-1225

养宠物是不少年轻人生活的重要组成部分。最近，“养黏菌”开始流行，“黏菌”到底是什么？一起来了解。

△ 黄色的黏菌在找食物

黏菌是地球上最奇特的生命形式之一。它既不是植物，也不是动物，虽然名字里带了个“菌”，但更不是真菌细菌，而是属于原生生物界的一类。

原生生物是指一类主要由单细胞组成的真核生物。它们不像动植物那样归入典型的多细胞分类群，但具有独立的生命活动能力。原生生物广泛分布于水环境、土壤以及动植物体内或表面，是一个多样性极高的生物类群。

黏菌作为原生生物的一种，通常生活在湿润的环境中，如腐烂的木材、土壤表面或树叶上。它们不具备植物的光合作用能力，也不像典型的动物那样具有复杂的组织结构，但在生态系统中发挥着重要作用，尤其是在分解有机物质方面。

没有大脑和眼睛却能自己找食物

所谓“给吃货食物，他就能创造奇迹”，实际上关于黏菌的很多研究正是基于这个思路。最新研究发现，多头绒泡菌（又名多头黏菌）会利用身体感知周围环境，然后再“决定”要去哪里。

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△ 黏菌会去食物更多的地方

研究人员将黏菌样本放在培养皿中，培养基为普通琼脂胶。培养皿的一侧放置一个小玻璃片，另一侧则放置三个并排的玻璃片。玻璃片上都有黏菌的食物。培养皿被放置在一个黑暗的房间中，这是黏菌偏好的光线环境。最初的12小时里，黏菌向四周均匀生长。然而，到了24小时，70%的样本向着三个并排的玻璃片生长，而不是单个玻璃片。

进一步的实验揭示了更多有趣的现象。当三个玻璃片堆叠在一起而非并排放置时，黏菌的偏好消失了，向两边生长的概率几乎相同。这表明并非玻璃片的质量导致黏菌选择三个并排的玻璃片。

没有大脑却能走出迷宫

黏菌的迷宫解谜实验，也是利用了上面的思路，这是一项由日本的科学家于2000年开展的著名研究。黏菌是一种没有神经系统的单细胞生物，研究人员的实验却展示了黏菌在复杂环境中寻找食物的能力，他们实验设计了一个复杂的迷宫，其中出口放置了燕麦片作为食物，黏菌起始时被放置在迷宫的一个入口处。

在实验过程中，黏菌通过伪足的运动，在迷宫中蔓延，逐渐覆盖各个通道。在探索的过程中，它会感知环境中的变化，并调整其扩展方向。当它找到食物时，细胞质流动会逐渐集中在最短的路径上，而其余的伪足会逐渐收缩和消失。实验结果表明，黏菌能够高效地找到从入口到食物的最短路径。

△ 黏菌在迷宫中寻找食物的最短路径

这种行为令人惊讶，因为黏菌没有神经系统或大脑，却表现出了类似分布式计算的能力。科学家们认为，这与黏菌的细胞质流动和化学感知机制有关，通过不断试探和反馈，它能够在复杂的环境中找到最优解。

黏菌可以优化复杂交通路线

在随后的实验中，科学家进一步研究了黏菌在其他复杂问题中的表现，如模拟城市交通网络的优化问题。

黏菌模拟东京地铁网络的优化实验是2010年开展的一项创新性研究。实验的目的是利用黏菌的网络构建能力，探索其在优化复杂交通系统中的潜力。研究人员选择了东京及其周边区域的城市作为模型，这一地区交通网络高度复杂，但必须确保高效和稳健。为了模拟这一环境，科学家在类似东京地图的琼脂培养基上放置了燕麦片，模拟东京各大城市的交通枢纽，并观察黏菌如何在这些点之间建立连接。

实验中，黏菌被放置在中心点（模拟东京的核心枢纽），并开始在培养基上生长，逐步扩展其伪足，连接各个“城市”（燕麦片）。随着时间的推移，黏菌的网络逐渐变得优化：它消除了冗余的通道，同时保持了连接的稳定性和高效性。黏菌最终形成的网络在某些方面与实际的东京地铁系统惊人地相似。黏菌的网络布局不仅高效地连接了所有枢纽，还表现出了很强的鲁棒性，即使某些路径被破坏，它也能迅速通过其他通道进行调整。

△ 模拟城市交通的黏菌网络

这一研究结果表明，尽管黏菌没有大脑或中央控制系统，但它能够通过简单的物理和化学反应来优化网络。这种分布式智能系统的表现，为城市规划和交通网络设计提供了重要启发。黏菌的网络不仅表现出较强的适应性，还能够在资源有限的情况下找到最短路径，这与实际工程中的许多优化问题有相似之处。研究人员认为，黏菌的这种行为可以用于设计更高效、可持续的交通系统，尤其是那些需要考虑到冗余性和灾难恢复能力的系统。

黏菌有记忆和学习能力吗？

2016年，法国科学家发现黏菌能够通过习惯化学习来适应环境变化。

习惯化是指生物在多次暴露于某种无害刺激后，逐渐减少对该刺激的反应。在实验中，研究人员用含有苦味的化学物质（如奎宁或咖啡因）阻挡黏菌的运动路径，尽管这些物质对黏菌无害，但它们会最初避开这些区域。

在实验初期，黏菌遇到这些化学物质时表现出回避行为，选择绕过这些区域来寻找食物。然而，随着时间推移，研究人员观察到黏菌逐渐“习惯”了这些化学物质，越来越倾向于直接穿过这些区域。

△ 两组黏菌在跨越含有奎宁的琼脂桥和不含奎宁的琼脂桥时的行为反应。图中的黏菌分别为对照组（C）和实验组（EXP）

实验表明，黏菌经过 4-6 次接触后，会显著减少对这些无害化学物质的回避反应。这种行为显示出黏菌具备某种简单形式的学习能力，即能够记住环境中的无害刺激，并调整自身行为以提高效率。

更令人惊讶的是，黏菌的这种习惯化学习行为可以持续几天，甚至在休眠状态下被“保存”。当黏菌被重新激活时，它能够继续表现出对这些化学物质的熟悉和适应性行为。这种持久性记忆使得科学家进一步思考黏菌的记忆机制，即使它没有大脑或神经系统，仍能通过分子和细胞反应来记住和适应环境变化。

黏菌的学习机制展示了自然界中简单生物体如何通过环境适应性来解决复杂问题。

玩黏菌有没有风险？

黏菌本身对人体并没有危害，作为一种常见实验生物，它们既无毒性，也不会引发疾病。

然而，养黏菌的过程中需要保持环境适度湿润。在这种湿润情况下，一旦环境卫生条件不佳，就很容易滋生霉菌并产生大量孢子，进而对人体健康造成威胁。在通风不良的情况下，这些与黏菌伴生的霉菌孢子有可能随着呼吸进入我们的气管和肺部，引发呼吸道问题、过敏反应和其他健康风险。

如果你养了黏菌，一定要定期检查培养环境，保持清洁、通风，尽量避免霉菌过度生长。