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哈佛研究团队发现没有大脑的单细胞生物似乎能够“改变主意”

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这种生物被称为 Stentor roeselii,其是一种淡水单细胞生物,形状有点像小号。它相对较大的身体的一端有着一个嘴巴状开口,周围有称为纤毛的细毛。这些纤毛以精确的运动方式旋转,形成漩涡,将食物颗粒吸入 口腔 。在另一端,S. roeselii 逐渐变细成一种固持剂,将其锚固在固体表面上。

在对有机体的实验中,哈佛大学的研究小组发现,它可以根据对刺激的反应从行为的层次结构中进行选择,并在行动无济于事时 改变主意 。刺激是微塑料珠的脉冲。

研究人员观察到S. roeselii 以多种不同方式对刺激物做出反应。首先,这些生物会弯曲远离珠子。如果那没有任何作用,它将开始沿相反的方向甩动纤毛,将微粒从其嘴中推开。该S. roeselii 也可以选择自己缩回到了固着器,并作为最后的手段,其会逃离并游走。

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这些行为表明,单细胞生物的行为和决策比科学家通常认为的更为复杂。毕竟,对于一个没有大脑的生物,改变想法是相当令人印象深刻的能力。

该团队并不是第一个进行这样的实验的人-相反,他们专门着手再现一个多世纪以前的研究结果。动物学家 Herbert Spencer Jennings 早在 1906 年就描述了相同的基本实验,但结果相似。

不过,这项新研究的研究人员确实发现了一些与 Jennings 的结果略有不同的结果。Jennings 报告说,这些行为总是必须以相同的顺序发生。但是这项新的研究发现,并非所有单细胞生物都以相同的方式或相同的顺序做出反应。有些单细胞生物可能弯曲然后收缩,而另一些可能诉诸于纤毛,然后弯曲,然后收缩。

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但是,当团队对结果进行统计分析时,他们发现了一种有趣的模式。尽管各个生物行为可能有所不同,但它们具有潜在的层次结构。作为响应,S. roeselii 在大多数情况下会先弯曲并挥动纤毛,如果刺激持续,则它们会收缩,然后最终脱离。它们几乎总是遵循这一规则。

该研究的主要作者 Jeremy Gunawardena 表示: 它们首先做简单的事情,但是如果你不断刺激,它们会 决定 尝试其他事情。 S. roeselii 没有大脑,但一旦感觉刺激已经持续了太久,似乎有某种机制可以让它 改变主意 。这种层次结构使人们对生物体内进行的某种形式的相对复杂的决策计算具有生动的感觉,权衡了执行一种行为相对于执行另一种行为是否更好。

研究人员推测,像 S. roeselii 这样的单细胞生物可能具有某种形式的细胞 认知 ,从而使它们能够处理复杂的信息并做出决定。

这项研究发表在《当代生物学》杂志上。该团队在下面的视频中描述了这项研究成果。

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