Ακόμη και ένα μονοκύτταρο πρώτιστο λαμβάνει αποφάσεις

Ένα πείραμα 100 ετών βγήκε πάλι στην επιφάνεια και αποκαλύφθηκε η όχι και τόσο απλή ζωή του αρχέγονου οργανισμού Stentor roeseli, ενός πρώτιστου με σχήμα τρομπέτας, που εφαρμόζει μια σειρά κινήσεων όταν δεχτεί ένα ερέθισμα και μάλιστα κάθε φορά που μια στρατηγική δεν πετυχαίνει αλλάζει και εφαρμόζει την επόμενη.

Το πρώτιστο αυτό έχει μήκος 1mm και εντοπίζεται σε γλυκά νερά, μετακινείται κυρίως πάνω σε φύκη και τρέφεται μέσω των κροσσών που έχει στο σώμα του που προωθούν την τροφή στο στόμα του.

Φαίνεται πώς οι μονοκύτταροι οργανισμοί δεν είναι προγραμματισμένοι να ανταποκρίνονται με ένα μόνο τρόπο, αλλά μπορούν να αλλάζουν γνώμη με βάση την εμπειρία. Πίσω στο 1906, ο Αμερικάνος ζωολόγος Herbert Spencer Jennings είχε εκπλαγεί όταν παρατήρησε για πρώτη φορά την πολύπλοκη συμπεριφορά του πρώτιστου. Πειραματίστηκε αρκετά, ενοχλώντας το με ένα χημικό ερέθισμα και κατέγραψε όχι τυχαίες αντανακλαστικές κινήσεις, αλλά μια σειρά κινήσεων με συγκεκριμένη ιεραρχία.

Αν και τότε η μελέτη του τράβηξε την προσοχή, όταν άλλοι ερευνητές προσπάθησαν να την αναπαράγουν δεν τα κατάφεραν και έτσι αργότερα οι παρατηρήσεις του απορρίφθηκαν.

Μόνο μέχρι το 2019 που ο Jeremy Gunawardena, συστημικός βιολόγος από την Ιατρική Σχολή του Harvard, έμαθε από μια διάλεξη ενός συναδέλφου του πώς οι μονοκύτταροι οργανισμοί διαθέτουν αυτονομία και αμέσως του κέντρισε το ενδιαφέρον.

Εντόπισε όχι μόνο το πείραμα του Jennings αλλά και αυτών που προσπάθησαν να το αναπαράγουν και είδε ότι είχαν ένα πολύ σημαντικό σφάλμα. Είχαν χρησιμοποιήσει άλλα πρώτιστα με περισσότερη κινητικότητα στη ζωή τους από ότι το S. roeseli.

Η ερευνητική του ομάδα επέλεξε τα σωστά είδη και αντί για χημική διέγερση, εφάρμοσε παλμούς με μικροσκοπικές πλαστικές μπίλιες κάθε φορά που το κύτταρο φαινόταν ότι βρίσκεται σε ηρεμία. Παρατήρησαν, λοιπόν, ότι όταν το πρώτιστο έρχεται αντιμέτωπο με τον "εχθρό" του, πρώτα θα λυγίσει για να απομακρυνθεί, μετά θα γυρίσει τους κροσσούς προς το στόμα του για να απομακρύνει το ερέθισμα και μετά θα συρρικνωθεί ή θα αποσπαστεί για να απομακρυνθεί.

StentorRoeseli

Σε περισσότερες από 57 δοκιμές, διαπίστωσαν ότι και ο Jennings, αλλά με περισσότερες παραλλαγές. Δηλαδή κάποια βήματα επαναλαμβανόταν ή προσπερνούνταν εντελώς.

Εδώ είναι το εντυπωσιακό. Με επίμονη παρατήρηση κατάλαβαν ότι μετά το πρώτο ερέθισμα υπήρχε 50% πιθανότητα το πρώτιστο να προσελκύσει ή να απομακρυνθεί από το ερέθισμα. Η έλλειψη προβλεψιμότητας δίνει ένα πλεονέκτημα στο πρώτιστο να κρατά τον εχθρό του σε εγρήγορση.

Στο μέλλον, η χρήση υπολογιστικών συστημάτων για την παρατήρηση τέτοιων συμπεριφορών μπορεί να διευκολύνει το έργο των ερευνητών ώστε να μη στηρίζονται μόνο στη δική τους υποκειμενική αντίληψη.

--

Πηγές:

  1. Dexter et al. A complex hierarchy of avoidance behaviors in a single-cell eukaryote. Current Biology. Published online December 5, 2019. doi: 10.1016/j.cub.2019.10.059
  2. H.S. Jennings. Behavior of the lower organisms. Columbia University Press, 1906.

Χρησιμοποιούμε cookies που μας επιτρέπουν μια σειρά από λειτουργίες που ενισχύουν την εμπειρία σας στην ιστοσελίδα μας.
Κάνοντας κλικ στο "Συμφωνώ" ή συνεχίζοντας να χρησιμοποιείτε την ιστοσελίδα bioximikos.gr συμφωνείτε με τη χρήση cookies.