Nấm nhầy và khả năng học tập vô thức

Nấm nhầy (Slime moulds) thuộc Giới Nguyên sinh, chưa có tổ chức thần kinh nhưng những nghiên cứu quanh chúng lại mang về khá nhiều bất ngờ cho các nhà khoa học. Trước đó, nấm nhầy Physarum polycephalum đã được biết đến với khả năng tìm đường vượt qua mê cung, tránh bẫy, dự đoán các sự kiện định kỳ thì gần đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Toulouse (Pháp) đã công bố một nghiên cứu về khả năng học tập của sinh vật không có hệ thần kinh này.

Trong nghiên cứu của mình, các nhà nghiên cứu tập trung vào tính hướng hóa của P. polycephalum. Tính hướng hóa là sự di chuyển có hướng của sinh vật đối với các tác nhân hóa học có lợi (đến gần) và có hại (tránh xa) đến sinh vật ấy.

Thí nghiệm sử dụng hai chất mà nấm nhầy có xu hướng tránh xa là quinine và caffeine và được tiến hành trong 9 ngày, gồm bốn giai đoạn: giai đoạn hình thành thói quen (kéo dài 5 ngày), giai đoạn kiểm tra lần đầu (1 ngày), gia đoạn phục hồi (2 ngày) và giai đoạn kiểm tra lần 2 (1 ngày).

Ở giai đoạn hình thành thói quen, mỗi ngày nấm nhầy phải vượt qua một cầu agar để có thể tiếp cận được thức ăn, sau khi vượt qua, cầu và thức ăn sẽ được thay mới vào hôm sau. Thí nghiệm tiến hành tương tự ở quinine và caffeine với nồng độ vừa phải không làm nấm nhầy tránh xa. Khi tiếp cận với cầu quinine hoặc caffeine, nấm nhầy có xu hướng ngừng chuyển động trong vài giờ trước khi vượt qua.

Trong giai đoạn kiểm tra đầu tiên, người ta kiểm tra sự hình thành thói quen ở số nấm nhầy trong thử nghiệm với quinine và caffeine, cũng như khả năng tránh xa ở nồng độ quinine và caffeine mà chúng cảm thấy nguy hại có còn hay không.

Sang giai đoạn phục hồi, số nấm nhầy ở các thử nghiệm trên đều chỉ cần đi qua cầu thạch agar. Ngày cuối cùng, người ta cho chúng đi qua cầu quinine và caffeine để tiếp cận thức ăn.

Kết quả thí nghiệm thu được, khi lần đầu tiên phải đi qua cầu quinine và caffeine, nầm nhầy bị ngừng lại vài giờ, nhưng trong những lần tiếp theo, chúng vượt qua cầu quinine và caffeine rất dễ dàng, và thói quen này của chúng vẫn tồn tại khi người ta cố ý xen vào một khoảng thời gian chỉ cần vượt qua cầu agar. 

Khả năng học tập của nấm nhầy là thói quen, chúng tồn tại lâu dài và không cần phải học tập lại hay chỉ tồn tại nhất thời.

Từ nghiên cứu trên, người ta tin rằng hình thức học tập đơn giản có khả năng xuất hiện trước sự biệt hóa của hệ thần kinh, và khả năng học tập có thể tồn tại ở các sinh vật không có hệ thần kinh khác, chẳng hạn như vi khuẩn. Tìm hiểu cơ chế việc học tập của nấm nhầy sẽ rất thú vị, không chỉ vì nó nên tiết lộ một số thay đổi mới hấp dẫn trong tiến hóa và thậm chí trong khả năng di truyền.

Thanh Nguyệt (chuyển ngữ)

Nguồn hình: Seeker

Tài liệu tham khảo:

Boisseau, Romain P., David Vogel, and Audrey Dussutour. “Habituation in non-neural organisms: evidence from slime moulds.” Proc. R. Soc. B. Vol. 283. No. 1829. The Royal Society, 2016.

Xin mời Quý Độc Giả bỏ ra 2-5 phút để làm một khảo sát mức độ hài lòng về bài viết của IBSG tại đây. IBSG chân thành cảm ơn Quý Độc Giả.