Um lodo amarelo escorregadio que vive na vegetação rasteira úmida continua testando nossa compreensão do que significa tomar decisões.
Physarum polycephalum, também conhecido como bolor limoso de várias cabeças, usa seu corpo para sentir fisicamente o ambiente antes de tomar uma decisão sobre para onde quer ir, descobriram uma nova pesquisa. É o mais recente de uma lista impressionante de maneiras pelas quais o organismo unicelular tem impressionado nossas mentes recentemente.
“As pessoas estão ficando mais interessadas no Physarum porque ele não tem um cérebro, mas ainda pode realizar muitos dos comportamentos que associamos ao pensamento”, disse a neurocientista Nirosha Murugan, da Universidade de Algoma, no Canadá.
“Descobrir como a vida protointeligente consegue fazer esse tipo de computação nos dá mais informações sobre os fundamentos da cognição e do comportamento animal, incluindo o nosso próprio.”
P. polycephalum é um pequeno organismo curioso. Na verdade, não é um fungo; nem é um animal ou uma planta. Pertence ao reino protista – basicamente qualquer coisa que não pertença aos outros três reinos. Ele vive em ambientes escuros e úmidos, como pisos de floresta, auxiliando na decomposição da matéria orgânica e reciclando-a de volta na cadeia alimentar.
Physarum começa sua vida com o número de células individuais, cada uma com seu próprio núcleo. Essas células se fundem para formar o plasmódio, uma célula grande e única contendo milhões ou até bilhões de núcleos nadando em um fluido citoplasmático. Este é o estágio vegetativo da vida, no qual o protista se move, se alimenta e cresce.
É também o estágio em que P. polycephalum exibe alguns comportamentos curiosos. Os cientistas o observaram resolvendo labirintos e lembrando-se de novas substâncias por meses. Ele também pode se lembrar de lugares em que encontrou comida anteriormente e compartilhar memórias com outras bolhas de bolor limoso. Isso é incrível para algo que não tem cérebro ou sistema nervoso.
A maior parte das pesquisas anteriores envolveu algum tipo de incentivo, como um produto químico de que o protista não gostou, luz ou uma recompensa alimentar. Muruga e sua equipe queriam saber como P. polycephalum toma decisões na ausência dessas pistas, com base apenas em seu ambiente físico, então eles planejaram um experimento para descobrir.
Colocaram amostras de P. polycephalum em placas de petri, em gel de ágar simples. Em um lado do prato, um único pequeno disco de vidro foi colocado. Por outro lado, três discos de vidro foram colocados juntos, lado a lado. Os pratos foram colocados em uma sala escura – a configuração de luz preferida do bolor limoso – e deixados por conta própria.
Durante as primeiras 12 horas ou mais, P. polycephalum cresceu uniformemente em todas as direções. Então, na marca de 24 horas, 70 por cento das amostras cresceram em direção aos três discos em vez de um.
Outras experiências revelaram ainda mais estranhezas. Quando os três discos foram empilhados uns sobre os outros, em vez de lado a lado, o bolor limoso perdeu sua preferência, crescendo para um lado ou para o outro aproximadamente nas mesmas taxas. Isso parecia sugerir que não era apenas a massa que causava a preferência do bolor limoso pelos três discos lado a lado.
O fator adicional foi revelado por modelagem por computador. Quando colocados lado a lado no gel de ágar elástico, os três discos deformaram o gel de forma diferente do que quando colocados em uma pilha, muito parecido com três pesos colocados lado a lado em um trampolim causarão um padrão de tensão diferente do que um peso empilhado causaria .
Este padrão de cepa no gel de ágar, a equipe determinou, é o que o P. polycephalum avança.
“Imagine que você está dirigindo na rodovia à noite e procurando uma cidade para parar. Você vê dois arranjos diferentes de luz no horizonte: um único ponto brilhante e um aglomerado de pontos menos brilhantes. Enquanto o ponto único é mais brilhante, o aglomerado de pontos ilumina uma área mais ampla que é mais provável de indicar uma cidade “, disse o engenheiro Richard Novak, do Wyss Institute.
“Os padrões de luz neste exemplo são análogos aos padrões de deformação mecânica produzidos por diferentes arranjos de massa em nosso modelo.”
Dado que P. polycephalum não tem sistema nervoso, a próxima questão era, naturalmente, como o bolor limoso é capaz de detectar esse padrão de deformação. Acontece que tem a ver com o movimento do organismo e com a comunicação interna.
O citoplasma dentro de P. polycephalum não é estático, mas se move em pulsos. As paredes de suas veias se contraem para atuar como uma bomba peristáltica, empurrando o fluido de uma região para outra. Outros animais, como mamíferos, têm moléculas chamadas proteínas TRP em suas membranas celulares que podem detectar o alongamento.
Então, os pesquisadores decidiram dar ao P. polycephalum um bloqueador TRP para ver o que aconteceria.
Com certeza, o protista perdeu sua capacidade de discernir entre um disco de vidro e três discos de vidro lado a lado. Em um novo teste, 71 por cento das amostras moveram-se para ambos os lados da placa de Petri. Isso sugere que algo como proteínas TRP estão em jogo dentro de P. polycephalum.
“Nossa descoberta do uso da biomecânica desse bolor limoso para sondar e reagir ao ambiente circundante ressalta o quão cedo essa capacidade evoluiu nos organismos vivos e como a inteligência, o comportamento e a morfogênese estão intimamente relacionados”, disse o biólogo Mike Levin, do Wyss Institute.
“Este trabalho no Physarum oferece um novo modelo … para explorar as maneiras pelas quais a evolução usa a física para implementar a cognição primitiva que impulsiona a forma e a função.”
Publicado em 17/07/2021 23h09
Artigo original:
Estudo original: