Små, hjärnlösa klatter kanske kan fatta beslut: En encellig organisme kan "ändra mening" för att undvika att gå nära en irriterande substans, enligt nya fynd.
För mer än ett sekel sedan genomförde den amerikanska zoologen Herbert Spencer Jennings ett experiment på en relativt stor, trumpetformad, encellig organism Stentor roeselii. När Jennings släppte ett irriterande karminpulver runt organismerna, observerade han att de svarade i ett förutsägbart mönster, skrev han i sina fynd, som han publicerade i en text som heter "Beteende för de lägre organismerna" 1906.
För att undvika pulvret skulle organismen först försöka böja kroppen runt pulvret. Om det inte fungerade, skulle klumpen vända rörelsen på sina flimmerhår - hårliknande utsprång som hjälper den att röra sig och matas - för att skjuta bort de omgivande partiklarna. Om det fortfarande inte fungerade, skulle organismen dra sig runt sin fästpunkt på en yta för att matas. Och slutligen, om allt annat misslyckades, skulle det lossna från ytan och simma bort.
Under de årtionden som följde misslyckades emellertid andra experiment med att replikera dessa fynd, och därför diskrediterades de. Men nyligen beslutade en grupp forskare vid Harvard University att skapa det gamla experimentet som ett sidoprojekt. "Det var ett helt off-the-books, skunkworks-projekt", säger seniorförfattaren Jeremy Gunawardena, en systembiolog vid Harvard, i ett uttalande. "Det var inte någons dagsjobb."
Efter en lång sökning fann forskarna en leverantör i England som hade samlat S. roeselii exemplar från en golfbassdamm och fick dem skickas till Gunawardenas labb. Teamet använde ett mikroskop för att observera och registrera organismernas beteende när forskarna släppte ett irritationsmedel i närheten.
Först försökte de släppa karminpulver, organismerna från 2000-talet var inte irriterade som deras förfäder var. "Carmine är en naturlig produkt av den cochineal skalbaggen, så dess sammansättning kan ha förändrats sedan dagen," skrev forskarna i studien. Så de försökte ett annat irriterande: mikroskopiska plastpärlor.
Visst nog S. roeselii började undvika pärlorna och använde beteenden som Jennings beskrev. Till en början verkade beteenden inte vara i någon särskild ordning. Till exempel böjs vissa organismer först, sedan dras samman, medan andra bara kommer att dras samman. Men när forskarna gjorde en statistisk analys, fann de att det i själva verket fanns i genomsnitt en liknande ordning som organismernas beslutsprocess: De encelliga klumparna valde nästan alltid att böja och ändra riktningen på sina flimmer innan de kontrakterade eller lossade och simmade bort, enligt uttalandet.
Dessutom fann forskarna att om organismen nådde det stadium att behöva sammandragas eller lossna, det var lika chans att de skulle välja ett beteende framför det andra.
"De gör de enkla sakerna först, men om du fortsätter att stimulera," bestämmer de "sig för att prova något annat," sa Gunawardena. "S. roeselii har ingen hjärna, men det verkar finnas en mekanism som i själva verket låter den "ändra mening" när det känns som irritationen har pågått för länge. "
Resultaten kan hjälpa till att informera cancerforskning och till och med förändra vårt sätt att tänka på våra egna celler. I stället för att bara vara "programmerade" att göra något av våra gener, "finns celler i ett mycket komplext ekosystem, och de talar på ett sätt och förhandlar med varandra, svarar på signaler och fattar beslut," sade Gunawardena. Encelliga organismer, vars förfäder en gång härskade den antika världen, kan vara "mycket mer sofistikerade än vi i allmänhet ger dem kredit för," sade han.
Resultaten publicerades 5 december i tidskriften Current Biology.
