這些無腦生物有720個性別，它們還知道知識共享和自我犧牲_風聞

【本文由公眾號“把科學帶回家”提供，ID：steamforkids】

作者 美圖君

見過這個嗎？吃起來苔蘚味的生物，它叫黏菌。

黏菌是一種原生生物，全球都有分佈，它們不是真菌，也不是動物。老實説，直到現在科學家們還是不確定應該把它們放在進化樹的哪根枝條上。

不過不要小看這些神秘而原始的單細胞生物。我們之前介紹過，人類花百年規劃設計的鐵路網，這些無腦黏菌26小時就搞定了。

普林斯頓大學的生物學家 John Bonner 研究黏菌已經70年了，是這個領域的重要學者之一。他説，黏菌看起來不過是“套在黏糊糊的外殼裏的阿米巴蟲”，但實際上卻有超乎想象的智慧。研究黏菌70年後，Bonner 認為人類從黏菌身上還可以學到很多。

巴黎自然歷史博物館（Paris Museum of Natural History）的館長 Bruno David 也表示：“黏菌是自然界最神秘的生物之一。它們沒有腦子但卻可以學習，如果你把2個黏菌融合，其中一個會學習另外一個的知識。”

比如，在2016年發表在《皇家學會報告B》上的一項實驗中，法國國家科學研究中心的研究人員讓2000多個多頭絨泡菌（Physarum polycephalum）這種黏菌學習過橋。橋上塗有黏菌討厭的苦味咖啡因，因此不是餓極了的話黏菌不會往橋上走。

多頭絨泡菌進食

但是研究人員讓黏菌捱餓，因此這些黏菌被迫爬過苦味大橋，到對岸找吃的。而這種忽略看起來有害，實際無害的信息的能力，就是一種基本學習能力——習慣化（Habituation）。

接着，研究人員把這個學會過橋的黏菌和其他沒有過橋經驗的多頭絨泡菌融合，然後分開。結果你猜這麼着？新手黏菌雖然沒有學習經驗，但是和老手合體再分開後，也知道不用怕塗有苦味咖啡因的大橋。

不僅如此，多頭絨泡菌這種黏菌還具有空間記憶。因為多頭絨泡菌的智能，英國南安普敦大學的機器人研究者 Klaus-Peter Zauner 還曾經讓多頭絨泡菌駕駛機器人，它能讓機器人躲避燈光。

黏菌還挑戰了性別最多隻有2個的成見。

比如，黏菌多頭絨泡菌有差不多720個性別。

為什麼會有720個性別？

是這樣的，Bonner 指出，黏菌集羣的時候，大家的細胞核會彙集成一個整體——異核（heterocaryon），接着進行減數分裂，產生單倍體孢子。

孢子隨風飄走。如果落到潮濕的環境裏，黏菌孢子會變成變形蟲細胞（amoeboid cells）；如果落到水裏，孢子會萌發成鞭毛細胞（flagellates）。這些單倍體細胞類似於精子和卵子，它們也可以融合，產生類似有性生殖的行為（產生二倍體細胞核）。

黏菌的集羣

@John Bonner

但是，決定它們是否能融合的，是它們的性別。

多頭絨泡菌的孢子的性別是線粒體DNA（線粒體裏的DNA，和細胞核內的DNA不同）上的3個基因matA、matB、matC決定的，而這3個基因有不同的版本（等位基因）。

matA有16個版本（16個等位基因），matB有15個，matC有3個，因此16*15*3共有720個性別。

就和人類男女配對一樣，只有當這3個基因都不同時，兩個多頭絨泡菌的孢子（單倍體）發育成的細胞才會融合，替代有性生殖。比如matA1就不能和matA1配對，只能和其他15種配對。

多頭絨泡菌的繁殖——長出了孢堆果

再來看看盤基網柄菌（Dictyostelium discoideum）這種黏菌有趣的集羣和生殖行為。

在食物（細菌）充足的時候，盤基網柄菌這種黏菌就自顧自吃飯和繁殖。

食物充足時的盤基網柄菌

@Jeremy Pickett-Heaps

但是一旦食物匱乏，它們的行為就會發生巨大的變化。

盤基網柄菌會釋放出一種激素（環腺苷酸），這種激素會催生集羣行為，使附近的黏菌朝着激素的方向湧來，並開始跳集體廣場舞。

很快，大量黏菌都加入到這種集體廣場舞中，並開始同步運動。集合起來後，黏菌就形成了假原生質團（pseudoplasmodium），然後就可以進行遷徙。

盤基網柄菌形成的假原生質團

@CAROLINA BIOLOGICAL SUPPLY

當然，也有一些掉隊的，慘慘慘——

與此同時，假原生質團開始變形，它們開始變得像鼻涕蟲，一邊蠕動一邊尋找新的棲息地。在尋找新的定居地點的時候，它們也會像真的鼻涕蟲那樣，留下一條黏糊糊的痕跡。

如果兩個假原生質團相遇，它們可能會再次合體。

如果環境不適宜生存，這些假原生質團會開始一種更為神奇的行為，它們開始變形成蘑菇一樣的東西。這是黏菌繁殖的最後階段——孢堆果，類似於蘑菇進行繁殖的子實體。

假原生質團變成孢堆果

而在這最後階段，原本各自為政的黏菌們開始自發向3條不同的道路分化，形成3類不同的細胞，一類成為“蘑菇”的基部，一部分長成了柄，一部分長成了頂部的圓球。

而從這個過程中我們知道，黏菌還知道利他和自我犧牲。

因為形成柄和基部的那20%黏菌自我犧牲掉了，它們不會留下後代。而只有長在頂端的那些黏菌會變成球狀，釋放出孢子，繁衍後代。

當然，成為了柄和基的黏菌也可能被同伴背叛。一些研究發現，某些變成了孢堆果頂部的網柄菌會產生更多的孢子，用自私回報了別人的好意。

@John Bonner

如果你要自己養黏菌，世界上大部分地區的森林裏都能找到它們的蹤影。它們適宜的生存温度是19-25攝氏度，相對濕度在80-100%之間比較好，最喜歡的木頭是相思樹，橡木和慄樹的木頭。它們很怕光，所以大太陽下一般看不到。

想想看，黏菌上個公廁有多難？720個廁所要一間間鑑定自己的性別能不能上…