フィザルム・ポリセファルム(モジホコリ)の実験で、単細胞生物粘菌は脳がなくても知能があることを証明!多分野での研究に影響‼

粘菌のネットワークと日本の合理的、孤立的な鉄道網は似ている

2019年11月25日(月)NHK BS「BS世界のドキュメンタリー」でフランスのドキュメンタリー番組”粘菌 脳のない天才”を放送されてました。

フランスのパリ動物公園で性別はオスとメスの2種類ではなく720種類、神経細胞も脳を持ってないのに記憶を持ち、学習する粘菌フィザルム・ポリセファルムが一般公開され話題になっています。

フィザルム・ポリセファルム

出典:NHK

今回のこの放送を見て、ものすごい能力に驚きました。

その能力を紹介します。
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脳を持たない粘菌が多分野で可能性を広げてる

粘菌は、以前はキノコ類に分類されていましたが、植物でも動物でもキノコでもありません。

単細胞生物でおよそ10億年以上生息していると考えられており、最も原始的で、最も単純な生物です。

しかし、その単純さの裏にとてつもない能力をもっていることがわかってきました。

目も口も胃も足もないのに、モノを見、ニオイを嗅ぎ、消化し、動きまわることもできます。神経系も脳もないのに複雑な問題も解き、戦略をたてることもあります。

では、具体的にどういったことができるから天才なんでしょう。

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粘菌(フィザルム・ポリセファルム)は最適な栄養の摂取が可能

フィザルム・ポリセファルム用に数種類のエサを配置。

その中の一つは粘菌にとって最適な割合でタンパク質と糖分を配合されたものです。

粘菌はしばらくウロウロした後、栄養分が最適な割合で配合されたエサに向かいました。

また、どのエサも栄養分に偏りがある場合、粘菌は2つ(砂糖を多く含むモノとタンパク質を多く含むモノ)を選びました。

粘菌は脳も胃もないにもかかわらず、理想的なバランスで栄養をとることができるのです。
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粘菌(フィザルム・ポリセファルム)は最適なネットワーク形成が可能

日本、北海道大学の生物物理学者である中垣俊之教授は世界の研究者が”粘菌の達人”と認める方で、以下に記した粘菌の迷路とエサの実験結果を論文にまとめ、科学誌Natureに発表。2008年にイグノーベル賞を受賞しています。

中垣教授のチームは迷路を使った実験を行いました。

迷路の中の別の場所に粘菌とエサを置いておくと、粘菌は管のネットワークを伸ばしていきエサを探しますが、迷路を無駄にうろつくことはなくエサにたどり着いたのです。

もう一つ、迷路いっぱいに粘菌を配置し、入口と出口にエサを置きました。粘菌はエサにつながらないルートを一つずつ排除していき、最終的に最短ルートの一本だけを残したのです。

2つのエサを最も効率的なルートで結び、栄養の輸送を最適化したのです。

中垣教授はさらに、粘菌がエサを探すときに生み出す管のネットワークについて、粘菌がつくるネットワークと世界的に効率のいいと有名な日本の鉄道網を比較する実験研究を行いました。

主要な都市にエサを東京に粘菌を置いたところ、実在する鉄道網とよく似た効率的で合理化されたネットワーク網が完成したのです。

粘菌(フィザルム・ポリセファルム)は道しるべを残すことが可能

粘菌は移動するときに一定の場所を避けているため、科学的な痕跡を使って環境を記憶しているのではないかと実験。

残す粘液を避けている

粘菌の周りに粘液を塗った状態で実験したところ、粘菌はエサを見つけることができなかったのです。

粘菌は過去に通った道を記憶するために粘液を使い、そこを避けて動くことがわかりました。
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粘菌が学習し、情報共有することが可能

粘菌に学習する能力があることを確かめるため、粘菌が苦手な塩を使った実験を行いました。

長さ数cmの橋の両端に粘菌の好物であるエサと粘菌配置。

普通なら2時間程度で粘菌はエサに到達しますが、この橋に塩を塗ったところ、10時間でわずか1cmしか進みませんでした。

粘菌が学習することを証明した実験

出典:NHK

2日目は8時間かけてエサに到達、この実験を5日間繰り返して行うと、5日目には塩を塗ってない時と同じくらいの速さでエサに到達したのです。

粘菌は塩を恐れることはないと学習したということです。

この実験で初めて単細胞生物の学習能力が証明されたのです。

科学界における革命でした。

学習できるのは脳を持った生物だけという大前提に反する結果だったからです。

さらに、粘菌は何かを学んだ時に、別の個体に伝えることができるか、伝達能力を確かめる実験を行いました。

塩に慣れた粘菌と塩に慣れていない学習前の粘菌とをつなぎました。

そのまま3時間置いておくと、学習前だった部分も塩を避けなくなったのです。

ということは、粘菌全体に情報が伝わったということです。

粘菌はある種のコミュニケーションを通じ、学習した内容を共有することもできたのです。

学習前の粘菌の管のネットワークに塩を注入してみたところ、学習した年金と同じ反応が見られたのです。このことは記憶を直接注入できたということ。粘菌はその物質を体内に保存することで記憶できていたのです。

記憶ができるということで、粘菌の能力は出身地によっても違ってくることもわかりました。
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粘菌が多分野で研究・研究されている

粘菌の移動のメカニズム研究

粘菌が環境に応じてどのように形を変えるかを検証。

「粘菌は自然界におけるトランスフォーマー。別々のフィザルム・ポリセファルムの個体がどのように姿を変えていき、一つのネットワークを築くのかということを知りたい」

研究チームはこのネットワークを築く過程を数式を使って表そうとしています。

がんの腫瘍も粘菌と似たの管システムを構築して成長するので、粘菌をモデル化することで、腫瘍の成長過程を把握できるかもしれないとういうことです。

 

細胞の言語解読の研究として粘菌の電気信号を解明のために

何が細胞の機能を決定づけているのか?

「一つ一つの情報がどのようにコード化されていているのか解読したいんです。フィザルム・ポリセファルムが塩の橋を渡っても大丈夫だと学習する時、または迷路の構造を学習する時、その情報はどこにどのように現れているかを知りたい」

 

細胞の言語を解読し、直接コミュニケーションをとり、その振る舞いを変えることができたら、再生医療(先天性欠損症など)、腫瘍の組織を悪化させることを食い止め正常化するなどや基礎生物学に役に立つと考えています。

未来のロボットのため

電極を並べてその上に粘菌を並べ、電圧差異を調べました。そこデータをコード化し、音に変換。

粘菌のライフサイクルがわかるようになりました。

環境に柔軟に対応できるロボットを作るために、粘菌の環境適応能力が参考になると考えてます。
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最後に

この放送で印象に残ったものの一つはボン大学細胞生物学者のフランティゼック・バルスカさんの「知性という言葉はあまりに強く人間と結びついていてほかの生物と当てはめにくいのですが、知性とは生物が厳しい自然環境を生き抜く能力のことを指すのです」という言葉でした。

進化論を唱えたチャールズ・ダーウィンの「植物には知性があり」「根は脳である」という説が(当時、周囲は取り合われなかったのですが)正しいことが証明された上の映像みれてうれしく感じました。

人間は特別過ぎる存在ではない、その人間の中でも”わたしは特別な存在”という考えを持って生きている人はその考えを捨てるべきではないかと感じさせるドキュメンタリー番組で感動しました。

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ABOUTこの記事をかいた人

CY

1970年長崎県五島生まれ 現在、家族は妻、息子の2人 品川区在住、品川区勤務 好きな作家:池井戸潤、伊坂幸太郎、真山仁 好きなドラマ:救命病棟24時、医龍 好きな映画:グローリー 好きな女優:石田ゆり子、イングリッド・バーグマン 好きなスニーカーメーカー:PATRICK