U większości zwierząt to mózg jest komputerem koordynującym wszystkie funkcje życiowe. Pierwotniaki (Protozoa) ich nie mają, bo są to organizmy jednokomórkowe, a jednak potrafią poruszać się w skomplikowany sposób. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF) wykazali, że Euplotes eurystomus używa prostego, mechanicznego komputera do koordynacji pracy swoich nibynóżek. Szczegóły opisano w czasopiśmie Current Biology.
Nie ma mózgu, a “chodzi”
Euplotes eurystomus ma 14 wyrostków przypominających odnóża, zwanych nibynóżkami, z których każda składa się z wiązek włosopodobnych rzęsek. Po raz pierwszy w historii wykazano, że za ruch pierwotniaka odpowiadają wewnętrzne połączenia między rzęskami, pozwalając mu na przemieszczanie się w określonych wzorach i sekwencjach. Kiedy te wewnętrzne połączenia zostają zakłócone, pierwotniaki poruszają się mniej wydajnie i zaczynają np. kręcić się w kółko.
Czytaj też: Ciężko je zobaczyć, choć są wszędzie. Odkryto nowe mikroorganizmy u podstaw drzewa życia
Prof. Wallace Marshall z UCSF mówi:
Euplotes używa tych połączeń, aby ułatwić skomplikowany ruch chodzenia, ale podejrzewam, że kiedy zagłębimy się w to bardziej, odkryjemy, że inne komórki używają podobnych form obliczeń do kontrolowania bardziej subtelnych procesów.
Naukowcy przez długi czas nie byli w stanie zrozumieć, jak Euplotes eurystomus koordynuje ruch rzęsek bez obecności mózgu i układu nerwowego. Zespół prof. Marshalla postanowił przyjrzeć się pierwotniakom szczegółowo, rejestrując 33 klatki na sekundę i oznaczając osobno każdą z nibynóżek.
Okazało się, że pierwotniak nie “chodził” w sposób podobny do człowieka, ale poruszał się zgodnie z określonym wzorcem. Udało się opisać 32 różne “stany chodu”, czyli kombinacje ruchów nibynóżek, a także opisano, że często występują w określonych sekwencjach.
Uczeni z UCSF wykazali, że zakłócenie działania mikrotubul (rurkowatych białek), które tworzą nibynóżki Euplotesa, zaburza sekwencje ruchu organizmu. Wzorce stają się bardziej przypadkowe i chaotyczne. Modele matematyczne wykazały, że to naprężenie mikrotubil decyduje, jakie stany chodu są możliwe w danym momencie. Jest to rodzaj wewnętrznej maszynerii, choć w niczym nieprzypominający współczesnych urządzeń cyfrowych, o mózgu nie wspominając.
Czytaj też: Pół miliarda lat temu ten pancerny organizm przemierzał Ziemię. Teraz wypełnia ewolucyjną lukę
Prof. Wallace Marshall dodaje:
Fakt, że nibynóżki Euplotesa przechodzą z jednego stanu do drugiego w sposób nielosowy oznacza, że ten system jest jak prosty komputer.
Konieczne są dodatkowe badania, ale wiele wskazuje na to, że odkryto nową, nieznaną wcześniej, mechaniczną metodę kontrolowania wewnętrznego stanu komórki.