这些无脑生物有720个性别，它们还知道知识共享和自我牺牲

【本文由公众号“把科学带回家”提供，ID：steamforkids】

作者 美图君

见过这个吗？吃起来苔藓味的生物，它叫黏菌。

黏菌是一种原生生物，全球都有分布，它们不是真菌，也不是动物。老实说，直到现在科学家们还是不确定应该把它们放在进化树的哪根枝条上。

不过不要小看这些神秘而原始的单细胞生物。我们之前介绍过，人类花百年规划设计的铁路网，这些无脑黏菌26小时就搞定了。

普林斯顿大学的生物学家 John Bonner 研究黏菌已经70年了，是这个领域的重要学者之一。他说，黏菌看起来不过是“套在黏糊糊的外壳里的阿米巴虫”，但实际上却有超乎想象的智慧。研究黏菌70年后，Bonner 认为人类从黏菌身上还可以学到很多。

巴黎自然历史博物馆（Paris Museum of Natural History）的馆长 Bruno David 也表示：“黏菌是自然界最神秘的生物之一。它们没有脑子但却可以学习，如果你把2个黏菌融合，其中一个会学习另外一个的知识。”

比如，在2016年发表在《皇家学会报告B》上的一项实验中，法国国家科学研究中心的研究人员让2000多个多头绒泡菌（Physarum polycephalum）这种黏菌学习过桥。桥上涂有黏菌讨厌的苦味咖啡因，因此不是饿极了的话黏菌不会往桥上走。

多头绒泡菌进食

但是研究人员让黏菌挨饿，因此这些黏菌被迫爬过苦味大桥，到对岸找吃的。而这种忽略看起来有害，实际无害的信息的能力，就是一种基本学习能力——习惯化（Habituation）。

接着，研究人员把这个学会过桥的黏菌和其他没有过桥经验的多头绒泡菌融合，然后分开。结果你猜这么着？新手黏菌虽然没有学习经验，但是和老手合体再分开后，也知道不用怕涂有苦味咖啡因的大桥。

不仅如此，多头绒泡菌这种黏菌还具有空间记忆。因为多头绒泡菌的智能，英国南安普敦大学的机器人研究者 Klaus-Peter Zauner 还曾经让多头绒泡菌驾驶机器人，它能让机器人躲避灯光。

黏菌还挑战了性别最多只有2个的成见。

比如，黏菌多头绒泡菌有差不多720个性别。

为什么会有720个性别？

是这样的，Bonner 指出，黏菌集群的时候，大家的细胞核会汇集成一个整体——异核（heterocaryon），接着进行减数分裂，产生单倍体孢子。

孢子随风飘走。如果落到潮湿的环境里，黏菌孢子会变成变形虫细胞（amoeboid cells）；如果落到水里，孢子会萌发成鞭毛细胞（flagellates）。这些单倍体细胞类似于精子和卵子，它们也可以融合，产生类似有性生殖的行为（产生二倍体细胞核）。

黏菌的集群

@John Bonner

但是，决定它们是否能融合的，是它们的性别。

多头绒泡菌的孢子的性别是线粒体DNA（线粒体里的DNA，和细胞核内的DNA不同）上的3个基因matA、matB、matC决定的，而这3个基因有不同的版本（等位基因）。

matA有16个版本（16个等位基因），matB有15个，matC有3个，因此16*15*3共有720个性别。

就和人类男女配对一样，只有当这3个基因都不同时，两个多头绒泡菌的孢子（单倍体）发育成的细胞才会融合，替代有性生殖。比如matA1就不能和matA1配对，只能和其他15种配对。

多头绒泡菌的繁殖——长出了孢堆果

再来看看盘基网柄菌（Dictyostelium discoideum）这种黏菌有趣的集群和生殖行为。

在食物（细菌）充足的时候，盘基网柄菌这种黏菌就自顾自吃饭和繁殖。

食物充足时的盘基网柄菌

@Jeremy Pickett-Heaps

但是一旦食物匮乏，它们的行为就会发生巨大的变化。

盘基网柄菌会释放出一种激素（环腺苷酸），这种激素会催生集群行为，使附近的黏菌朝着激素的方向涌来，并开始跳集体广场舞。

很快，大量黏菌都加入到这种集体广场舞中，并开始同步运动。集合起来后，黏菌就形成了假原生质团（pseudoplasmodium），然后就可以进行迁徙。

盘基网柄菌形成的假原生质团

@CAROLINA BIOLOGICAL SUPPLY

当然，也有一些掉队的，惨惨惨——

与此同时，假原生质团开始变形，它们开始变得像鼻涕虫，一边蠕动一边寻找新的栖息地。在寻找新的定居地点的时候，它们也会像真的鼻涕虫那样，留下一条黏糊糊的痕迹。

如果两个假原生质团相遇，它们可能会再次合体。

如果环境不适宜生存，这些假原生质团会开始一种更为神奇的行为，它们开始变形成蘑菇一样的东西。这是黏菌繁殖的最后阶段——孢堆果，类似于蘑菇进行繁殖的子实体。

假原生质团变成孢堆果

而在这最后阶段，原本各自为政的黏菌们开始自发向3条不同的道路分化，形成3类不同的细胞，一类成为“蘑菇”的基部，一部分长成了柄，一部分长成了顶部的圆球。

而从这个过程中我们知道，黏菌还知道利他和自我牺牲。

因为形成柄和基部的那20%黏菌自我牺牲掉了，它们不会留下后代。而只有长在顶端的那些黏菌会变成球状，释放出孢子，繁衍后代。

当然，成为了柄和基的黏菌也可能被同伴背叛。一些研究发现，某些变成了孢堆果顶部的网柄菌会产生更多的孢子，用自私回报了别人的好意。

@John Bonner

如果你要自己养黏菌，世界上大部分地区的森林里都能找到它们的踪影。它们适宜的生存温度是19-25摄氏度，相对湿度在80-100%之间比较好，最喜欢的木头是相思树，橡木和栗树的木头。它们很怕光，所以大太阳下一般看不到。

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