ถอดรหัสปริศนาความทรงจำของราเมือก
(เรียบเรียงโดย ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์)
“ความทรงจำ” สำหรับมนุษย์ มีหน้าที่หลายประการ ตั้งแต่ทำให้เราไม่พลาดประชุมนัดสำคัญไปจนถึงตอบคำถามในข้อสอบได้ถูกต้อง เรามักจะเข้าใจกันว่าความทรงจำมีได้เฉพาะกับสิ่งมีชีวิตที่มีระบบประสาทซับซ้อนเท่านั้น แต่ปัจจุบันนักชีววิทยาพบว่าสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างร่างกายเรียบง่ายกว่าเรามากๆก็มีความทรงจำเช่นกัน
ราเมือกพลาสโมเดียม (plasmodial slime mold) แม้จะชื่อ “รา” เพราะรูปแบบการกินอาหารของมันเป็นผู้ย่อยสลายและมีโครงสร้างร่างกายคล้ายเส้นใย แต่มันไม่ถูกจัดอยู่ในกลุ่มเดียวกับเห็ด เชื้อรา ตามหลักอนุกรมวิธาน
หากเดินเข้าป่าแล้วพบกลุ่มเส้นใยสีเหลืองๆ ส้มๆ แผ่เกาะอยู่ตามขอนไม้ในป่าดิบชื้น มีความเป็นไปได้สูงทีเดียวว่าเราได้พบราเมือกพลาสโมเดียมเข้าให้เสียแล้ว
สิ่งที่น่ามหัศจรรย์ก็คือ รูปร่างที่เป็นเส้นใยนั้น ประกอบไปด้วยเซลล์เพียงเซลล์เดียว มันจะเพิ่มจำนวนนิวเคลียสโดยไม่สร้างเยื่อหุ้มเซลล์กั้นระหว่างกัน ทำให้มันแผ่กระจายตัวเองออกไปหาอาหารได้เรื่อยๆ จนกระทั่งพื้นผิวที่มันเกาะอยู่เริ่มขาดแคลนอาหาร มันจึงจะเปลี่ยนตัวเองให้กลายเป็นร่างกายแบบสร้างสปอร์ เพื่อหวังให้สปอร์ปลิวไปตกในที่อื่นที่เหมาะสมกว่าต่อไป
วัฏจักรชีวิตของราเมือก ที่มา: https://bio.libretexts.org/
นอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงรูปลักษณ์ให้เหมาะสมกับสิ่งแวดล้อม นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าราเมือกสายพันธุ์นี้ยังสามารถหาเส้นทางที่สั้นที่สุดในเขาวงกตเพื่อเดินทางไปหาแหล่งอาหาร และยังสามารถจดจำเส้นทางนั้นได้ด้วย
ในโลกของสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีระบบสังคมซับซ้อนเช่นมนุษย์ สิ่งเดียวที่พวกมันต้องทำให้ได้ คือ “อยู่รอด” และหนึ่งในเคล็ดลับนั้นมาจากความสามารถที่จะจดจำตำแหน่งของแหล่งอาหารได้
สำหรับสิ่งมีชีวิตที่มีระบบประสาทซับซ้อน ความทรงจำคือรูปแบบการเดินทางของวิถีประสาทในสมอง แล้วสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีระบบประสาท พวกมันสร้างความทรงจำได้อย่างไร
เมอร์นา คราเมอร์ (Mirna Kramer) และคาเรน อลิม (Karen Alim) จากกลุ่มวิจัยฟิสิกส์ชีวภาพและการเกิดสัณฐาน สถาบันมักซ์พลังค์เพื่อพลวัตและการจัดการตัวเอง (Biological Physics and Morphogenesis Group, Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization) สองนักวิจัยจากประเทศเยอรมนี ได้ร่วมกันถอดรหัสจนสำเร็จว่าราเมือกพลาสโมเดียม ใช้กลไกใดสร้างความทรงจำ
ทีมนักวิจัยพบว่า P. polycephalum ใช้ร่างกายของตัวเองในการเข้ารหัสความทรงจำ กล่าวคือ เมื่อมันรับรู้ว่าที่ใดที่มีอาหาร มันจะหลั่งสารเคมีออกมาเพื่อทำให้ระบบโครงข่ายเส้นใยขนาดจิ๋วบริเวณนั้นอ่อนนุ่มลงและขยายตัวให้ใหญ่ขึ้นได้ ของเหลวที่อยู่ภายในร่างกายจึงไหลไปยังทิศทางที่เส้นใยมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า และเติบโตไปทางบริเวณดังกล่าว
ศ.ดร.คาเรน อลิม (Karen Alim) ที่มา : Bilderfest / TUM
เส้นใยที่อยู่ใกล้อาหารมากที่สุด จะมีขนาดใหญ่สุด และลดหลั่นลงมาเมื่ออยู่ไกลออกไปจากแหล่งอาหาร รูปแบบของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยที่ใหญ่เล็กไม่เท่ากันนี่เอง คือความทรงจำของเจ้าราเมือก
“เราติดตามการอพยพและกระบวนการกินอาหารของราเมือกและพบว่ารูปแบบของเส้นใยที่หนาและบางไม่เท่ากัน เป็นที่มาของความจำของมัน สถาปัตยกรรมเครือข่ายเส้นใยราเมือก เป็นที่เก็บความทรงจำในอดีตของตัวมันเอง” คาเรน อลิม กล่าวเสริม
หากอาหารปรากฏขึ้นมาในบริเวณเดิมที่เคยมีมาก่อนหน้า สารเคมีที่หลั่งออกมาในเส้นใยขนาดใหญ่ จะไหลไปยังบริเวณอื่นด้วยความรวดเร็วเพื่อทำหน้าที่คล้ายการแจ้งข่าวสาร ร่างกายราเมือกจึงสามารถตัดสินใจเจริญเติบโตยังทิศทางที่เหมาะสมในที่สุดได้ การนำข้อมูลที่เคยเก็บไว้กลับมาใช้ใหม่ (retrieval) เป็นอีกหนึ่งลักษณะสำคัญของความทรงจำ
น่าทึ่งมากที่สิ่งมีชีวิตที่มีร่างกายเรียบง่าย ใช้กลไกง่ายแสนง่ายเพื่อสร้างความทรงจำ แต่ทรงประสิทธิภาพจนทำให้พวกมันอยู่รอดมาได้หลายร้อยล้านปี
การค้นพบนี้อาจจะถูกนำไปต่อยอดเป็นวัสดุอัจฉริยะหรือหุ่นยนต์ลำตัวอ่อนนิ่ม ที่สามารถคืบคลานไปตามช่องว่างจิ๋วตามพื้นผิวและภูมิประเทศสลับซับซ้อนได้ในอนาคต
- 5
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
