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科微学术:“无脑”黏菌,竟有通天智慧

已有 2987 次阅读 2022-8-25 09:18 |系统分类:科普集锦

 “无脑”黏菌,竟有通天智慧

2017年,有部科幻恐怖片叫《异星觉醒》,“觉醒”的外星生物卡尔文,以极高智商和血腥暴力,团灭了太空舱中的人类。将它养大的科学家们不会相信,曾经呆萌软糯的小可爱,智力远超人类不说,还是个超级杀手!


图 | 来源于《异星觉醒》电影画面

这个杀手的幼年形态,跟地球上的黏菌极其相似。事实上,正是在生物学家的建议下,影片将这个外星生物设计成了黏菌的性状。黏菌是一种类似霉菌的生物,会形成具有细胞壁的孢子但此时期不产生菌丝,只是黏糊糊的一摊或一坨,能够随时变化形状。黏菌喜阴凉潮湿,常出现在腐叶、枯木甚至粪便处,温带森林是黏菌最繁盛的地方。

当然,作为主角出现在电影里,黏菌必须不能像上面描述的这么平庸无奇。生物学家观察到它具有某种神秘的“智慧”,甚至人类也望尘莫及。


黏菌可以通过原型扩散的方式寻找食物,一旦锁定位置,就会收回多余菌群,集中全部力量向食物所在地进发。人们由此开展实验并发现,无论将其投放到怎样复杂的迷宫环境里,它总能以不可思议的速度找到最优的出路,堪称迷宫破解大师。


淘气的生物学家索性把它放到东京地图上培养。谁都知道东京轨道交通是世界上最复杂也最高效的系统之一,是众多工程师们殚精竭虑多年出来的成果。黏菌这一“无脑”单细胞生物,居然只需几十个小时,就重复了那些顶级工程师的设计:其生长路线与东京地区轨道交通路线高度相似,甚至更有弹性。这种计算最合理路径的本领,甚至计算机都要俯首称臣。交通规划大师的名号,也非它莫属。

大网柄菌的生活史循环 A:孢子;B:黏变形体;C-F:集群;G-L:假原生质团形成;M:孢堆原拔顶;N:成熟的孢堆果. | 菌物学报 2011, 30(3): 497-500.


黏菌的智慧给了天文学家灵感,他们发明了“绒泡菌算法”,并据此绘制出了联结宇宙星系的气体纤维状网络结构图。最简单的生命体,由是而与宇宙中最大结构暗通款曲。


只是“无脑”的黏菌如何构造了这样高度智能性的网络,答案尚在风中飘。


此外,黏菌也一直吸引着仿生学和人工智能等尖端前沿的关注。也许它身上,潜藏着解锁人工智能关键的秘密。谁知道呢?


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