Одноклітинні рішення

Інфузорія трубач, незважаючи на те, що складається з однієї-єдиної клітини, вміє бути непередбачуваною.


Наше життя складається з безлічі великих і маленьких рішень, починаючи від того, пити сьогодні вранці каву з цукром або без, до рішень начебто куди піти вчитися, де жити тощо. Власне, не тільки люди, а й тварини постійно що-небудь вирішують; наприклад, яка-небудь миша в пошуках їжі то вирішує піти в один бік, то в інший. При цьому, якими б простими рішення не здавалися, за ними стоїть складна робота нервової системи, яка отримує і аналізує різні дані. Та ж миша повинна спочатку зрозуміти, наскільки з того чи з іншого боку пахне їжею і чи не пахне звідти хижаком. Плюс свою роль відіграють і, так би мовити, особистісні особливості, адже миша може бути більш сміливою або більш обережною, і в підсумковому рішенні буде врахована й індивідуальність особини. Словом, складно уявити, що все це можливо без мало-мальськи розвиненої нервової системи.


Між тим навіть одноклітинні, від яких ми чекаємо простого слідування якимось однозначним поведінковим програмам, демонструють, тим не менш, досить комплексну поведінку, засновану на прийнятті рішень. Ще в 1906 році зоолог Герберт Спенсер Дженнінгс повідомив, що одноклітинна інфузорія трубач Stentor roeseli по-різному поводиться, коли відчуває неприємності. Трубачі називаються так тому, що клітина їх схожа на воронку; вузьким кінцем вони зазвичай сидять на якійсь поверхні і ловлять мертву і живу органіку, що пропливає повз. Дженнінгс дратував трубачів, прыская на них неприємною хімічною речовиною з піпетки, і спочатку інфузорії намагалися ухилитися від потоку, потім вони намагалися «відплюватися» від нього - реснички на клітинах трубачів починали працювати так, щоб потік води рухався в протилежний бік від «рота» інфузорії. Коли ні те, ні інше не давало результату, інфузорії різко стискалися, знову ж таки намагаючись уникнути неприємної речовини. Останнє, що робили трубачі, це просто відривалися від субстрату і спливали від поганого місця.

У той час вважалося, що одноклітинні організми здатні реагувати на будь-який стимул лише двояко: або плисти до джерела стимулу, якщо він приємний, або плисти геть від нього, якщо стимул неприємний. Трубачі продемонстрували надзвичайно багатий набір реакцій, але коли експеримент спробували відтворити, нічого не вийшло, і про складну поведінку трубачів надовго забули.

Однак нещодавно дослідники з Гарварда звернули увагу, що експерименти з інфузоріями відтворювали неправильно - в них використовували не той же вид (Stentor roeseli), з яким працював Дженнінгс, а інші види трубачів. Ці інші види більш мобільні, ніж S. roeseli, і в силу більшої мобільності вони відразу вирішували поплисти від неприємностей. Але що буде, якщо повторити досліди саме з S. roeseli? Їх і повторили, тільки замість хімічного подразника інфузорій бомбардували частинками пластику.

У статті в Current Biology говориться, що поведінка трубачів виявилася навіть більш різноманітною, ніж в дослідах столітньої давності. Якби інфузорії просто повторювали послідовно всі чотири кроки - згинання, «відпльовування», стиснення, втеча - можна було б говорити про якусь одноподібну схему, нехай і порівняно складну для якогось одноклітинного. Але справа була в тому, що одні трубачі воліли згинатися і відмахуватися ресничками від дратівливих частинок перед тим, як стиснутися, інші ж просто весь час стискалися і розтискалися, треті чергували згинання і скорочення. Щоправда, завдяки великій кількості експериментів вдалося виявити ієрархію поведінкових тактик: у більшості випадків трубачі воліли спочатку згинатися, ухиляючись від подразника, або відмахатися від нього ресничками, і якщо це не допомагало, інфузорії стискалися або спливали. Причому ті, які вирішили поплисти, все одно пробували перед тим потискатися, але стискалися вони кілька разів, і після того, як трубач стиснувся, він міг або знову скоротити свою клітку, або відривався від поверхні і спливав - те й інше з 50-відсотковою ймовірністю, як якщо б він підкидав монетку.

Очевидно, складна поведінка з певною мірою непередбачуваності (тому що неможливо передбачити, що зробить трубач, знову спалиться або втече) допомагає вижити - непередбачувані рішення можуть дуже допомогти, якщо на трубача хто-небудь нападе. Дивно, що така різноманітність реакцій вміщується всього в одній клітці, нехай і досить великий (трубачі виростають розміром в цілий міліметр). І, звичайно, було б цікаво дізнатися, які молекулярні механізми працюють у цій інфузорії, коли вона, відчувши занепокоєння, вирішує, поплисти або не поплисти.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND