Reinado | Protozoos |
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División | Myxomycota |
Clase | Mixomicetos |
Pedido | Physarales |
Familia | Physaraceae |
Amable | Physarum |
Physarum polycephalum , más comúnmente llamado burbuja , es una especie unicelulares del moho del lodo de la orden de Physarales viviendo en fresco, ambientes húmedos, como hojarasca o madera muerta bosque. Este amibozoo está clasificado desde 2015 entre los miccetozoos .
Un organismo capaz de adoptar diversas formas, Physarum polycephalum , aunque no tiene cerebro, está dotado de ciertas capacidades de aprendizaje. Como los hongos , del que no forma parte, este organismo unicelular tiene miles de réplicas de su núcleo (permitiendo su fragmentación y la fusión de los fragmentos), lo que ha dado lugar a un error histórico: durante mucho tiempo se creyó que este La célula gigante era un hongo y tenía varios núcleos, por lo que Physarum polycephalum se ha llamado durante mucho tiempo "hongo" y "polinuclear".
Su nombre binomial Physarum polycephalum le fue dado en 1822 por el micólogo estadounidense Lewis David von Schweinitz . Esta mezcla de griego y latín significa literalmente "vejiga pequeña" y "con muchas cabezas". Este nombre científico tiene muchos sinónimos, incluidos Didymium o Lignydium en lugar de Physarum .
En el XXI ° siglo , el moho del lodo ha sido llamado "la mancha", en referencia a otros usos de la palabra burbuja (aunque de habla inglesa no utiliza este término para el moho del lodo), incluyendo la película de ciencia ficción The Blob d 'Irvin S. Yeaworth Jr. Esta película, estrenada en 1958 , tiene como personaje central a un alienígena gigante y viscoso que crece al tragarse a los habitantes (la célula de Physarum polycephalum duplica su tamaño todos los días).
El término blob todavía es ampliamente utilizado hoy en día por la prensa y los medios de comunicación de habla francesa en general.
Visible a simple vista, Physarum polycephalum suele ser de color amarillo y se alimenta de esporas y esporóforos de hongos , bacterias y otros microorganismos . Physarum polycephalum es uno de los microorganismos eucariotas más fáciles de cultivar in vitro (las toallas de papel húmedas y la avena son suficientes) y se utiliza como organismo modelo para muchos estudios sobre los movimientos ameboides y la motilidad celular.
La principal fase vegetativa de Physarum polycephalum es el plasmodium o plasmodium. Este plasmodio está formado por redes de venas protoplásmicas que aseguran la distribución de nutrientes y numerosos núcleos. Es durante esta etapa que el cuerpo busca alimento. Plasmodium rodea su alimento y secreta enzimas para digerirlo.
Si las condiciones ambientales provocan el secado de Plasmodium durante la alimentación o la migración, entonces forma esclerocios . Los esclerocios son multinucleados y están formados por tejidos altamente reforzados que sirven como etapa latente, lo que garantiza la protección de Physarum polycephalum durante largos períodos. Una vez que regresan las condiciones favorables, el plasmodio reaparece para continuar su búsqueda de alimento.
Cuando las reservas de alimentos se agotan, el plasmodio comienza a reproducirse para formar esporoquistes . Algunos quistes se forman en el plasmodio, la meiosis ocurre dentro de esas estructuras y se forman esporas. Los esporocistos generalmente se forman al aire libre, de modo que las esporas son dispersadas por el viento. Las esporas pueden permanecer viables durante años. Sin embargo, cuando las condiciones ambientales son favorables para el crecimiento, las esporas germinan y liberan células flageladas o ameboides (etapa móvil). Luego, las células se fusionan para formar un nuevo plasmodio.
La fusión solo tiene lugar si Physarum polycephalum son de diferentes tipos de sexo , lo que es más probable que suceda ya que hay 720 diferentes. De hecho, el tipo sexual de la mancha está determinado por tres sitios genéticos, denominados matA, matB y matC, que tienen respectivamente 16, 15 y 3 alelos conocidos (para un total de 720 combinaciones diferentes).
El genoma de Physarum polycephalum está parcialmente secuenciado.
Physarum polycephalum se utiliza a menudo para estudios de edición biológica ; es hasta la fecha el único organismo conocido que edita el ácido ribonucleico (ARN) tanto por inserción como por sustitución de nucleótidos .
El movimiento de Physarum polycephalum está vinculado a una corriente citoplasmática llamada " transmisión de lanzadera " en inglés, que evoca el ir y venir de una lanzadera ( lanzadera ). Este flujo de lanzadera se caracteriza por un cambio de dirección hacia adelante y hacia atrás del flujo del citoplasma, con un intervalo de tiempo de aproximadamente dos minutos. En el interior de los plasmodios, la fuerza impulsora es generada por la contracción seguida de la relajación de capas membranosas probablemente compuestas por actina (del tipo filamento de actina asociado a la contracción). La capa de filamentos crea un gradiente de presión a través del cual el citoplasma fluye dentro del plasmodio.
La mancha secreta un moco que la protege de la desecación, pero también tiene un papel repelente que le impide explorar dos veces la misma pista. Esta memoria espacial externalizada le permite moverse a 1 cm / h .
Physarum polycephalum puede exhibir comportamientos muy sorprendentes que la investigación científica aún no ha explicado completamente. Un equipo de investigación del CNRS ha demostrado que Physarum polycephalum no solo puede aprender, sino también transmitir nueva información almacenada a congéneres al fusionarse temporalmente con ellos.
En el experimento de este equipo, 4000 individuos se separan en dos grupos de idéntico tamaño, el grupo H ("habituado") y el grupo N ("ingenuo"). Los individuos del Grupo H se entrenan para reprimir su aversión natural a sustancias inofensivas como la sal para buscar comida al otro lado de un puente cubierto con ella; los del grupo N solo deben cruzar un puente desprovisto de estas sustancias. Luego, colocamos a los individuos de cada grupo en la misma situación, consistente en tener que cruzar un puente cubierto de sal para conseguir su alimento: vemos que los individuos del grupo H son mucho más rápidos en la tarea.
En segundo lugar, creamos pares HH, HN y NN, y los volvemos a juntar en esta situación. Luego se observa que, para obtener su alimento, los individuos N que se asocian con los individuos H son tan rápidos como ellos; son mucho más rápidos que los otros individuos N. Finalmente, comenzamos de nuevo separando los pares una hora o tres horas después de haberlos permitido fusionarse, luego solo después volvemos a someter a los individuos a la prueba del puente de sal. En este caso, vemos que entre las N que se fusionan con una H, solo las que se fusionan durante tres horas son tan rápidas como las H.
Los investigadores habiendo notado que este es también el tiempo requerido para que se forme una especie de vena entre los dos individuos fusionados, presentaron la hipótesis aún no verificada (diciembre de 2016) según el cual es el medio por el cual se transmite información de un Physarum polycephalum a otro. Aún no está claro de qué forma se transmite y procesa esta información.
Esta noción de aprendizaje debe ser considerada con cautela, fomenta un sesgo interpretativo que prepara para suponer la posibilidad de una forma de inteligencia a través de la memorización de información. El comunicado de prensa inicial solo cita la capacidad de "acostumbrarse" frente a las limitaciones de la experiencia. Varias soluciones de reacciones biológicas pueden tener lugar en el grupo H y registrarse allí sin recurrir a ninguna forma de inteligencia, entre otras cosas pueden ser posibles modificaciones epigenéticas , o incluso más, teniendo en cuenta la plasticidad genética de Physarum polycephalum .
Un equipo de investigadores japoneses y húngaros considera que Physarum polycephalum puede moverse a través de un laberinto de agar identificando el camino más corto posible cuando se colocan dos piezas de comida en cada entrada. En realidad, Physarum polycephalum atraviesa todo el laberinto y persiste solo en el camino más corto.
El estudio muestra que Physarum polycephalum puede resolver problemas complejos que involucran más fuentes de alimentos. Para ello, los investigadores colocan el organismo en una superficie donde se encuentran dispersos puntos de comida que representan las diferentes ciudades de la región de Tokio . Physarum polycephalum crea una red optimizada entre las fuentes de alimentos, conectando las diferentes estaciones de la manera más eficiente.
Al generar repetidamente estímulos fríos y calientes para Physarum polycephalum , y esto con intervalos de 60 minutos, los biofísicos de la Universidad de Hokkaidō descubren que el plasmodio puede anticipar estos estímulos reaccionando a ellos incluso cuando están ausentes. También muestran que estos resultados se pueden obtener aplicando los estímulos con un intervalo de 30 o 90 minutos .
Andrew Adamatzky de la Universidad de Bristol muestra cómo es posible orientar o escindir un plasmodio utilizando fuentes de luz o alimentos. Dado que los plasmodios siempre reaccionan de la misma manera a los mismos estímulos, Adamatzky sugiere que Physarum polycephalum constituye "un modelo ideal para futuras herramientas bioinformáticas ".
Un equipo de la Universidad Toulouse-III-Paul-Sabatier demuestra que Physarum polycephalum es capaz de elegir la dieta más adecuada para su metabolismo cuando se pone en contacto con muchas fuentes diferentes de carbono y nitrógeno .
Las peculiaridades de comportamiento de Physarum polycephalum se aprovechan al crear un robot hexápodo que se aleja de la luz para esconderse en áreas oscuras. Investigadores de la Universidad de Southampton cultivan el organismo en una superficie de estrella de seis puntas sobre un circuito que lo conecta al robot a través de una computadora. Cuando Physarum polycephalum se expone a la luz e intenta retraerse, su movimiento es registrado por el circuito y transmitido a las piernas del robot, que se aleja de la fuente de luz, imitando mecánicamente las respuestas biológicas del microorganismo.
En octubre de 2019, una mancha entra en el Parque Zoológico de París. No se confía a los curanderos, sino a los jardineros.
En 2021, el CNES y el CNRS , con motivo de la misión Alpha a la Estación Espacial Internacional programada para el 23 de abril, están configurando una experiencia educativa en el blob llamado “Elevate your blob” . Las escuelas primarias, universitarias y secundarias a las que se confiarán los blobs podrán comparar su evolución con la de los cuatro blobs que Thomas Pesquet llevó a bordo de la estación . El experimento desarrollado por el CNES en colaboración con la científica Audrey Dussutour , y otros actores, está supervisado por el centro de apoyo a las operaciones BIOTESC (Biotechnology Space Support Center) en Suiza y se lleva a cabo durante el año 2021.