黑蟲(Lumbriculus variegatus)是雨蟲的遠親,最長可達10厘米。它們生活在歐洲和北美的淺沼澤、池塘和沼澤中,以微生物和碎片為食。為了保護自己免受干旱的影響,黑蟲可以聚集成由幾個到數(shù)百個個體組成的糾纏的、變形的“團塊”。就像成群的蜜蜂、成群的火蟻或成群的椋鳥一樣,黑蟲團可以表現(xiàn)出“智能”的集體運動。
現(xiàn)在,科學家們表明,只有在條件恰到好處的情況下,黑蟲團中才能出現(xiàn)有效的集體運動——尤其是當個體黑蟲的活動和“黏性”之間存在平衡時。他們最近在《物理學前沿》雜志上以開放獲取方式發(fā)表了他們的結果。
“雖然 blob 中的單個蠕蟲必須相互粘連,但它們還需要能夠與外界接觸,以不斷從更廣泛的環(huán)境中接收信息,”第一作者、University of the University of BioFrontiers 研究所的博士后研究員 Chantal Nguyen 博士說。美國科羅拉多州博爾德市。
“這些相反的要求之間的最佳平衡是什么,這將使蠕蟲作為一個整體來感知和響應環(huán)境的最佳水平?為了找到這種平衡,我們對真正的黑蟲進行了一組實驗,以創(chuàng)建一個逼真的蠕蟲斑點模型。”
找到合適的溫度
為什么蠕蟲斑點對研究很重要?究其原因,恰恰在于他們跨越多個層次的社會組織。
當黑蟲像團一樣移動時,它們之間的相互作用會產(chǎn)生意想不到的新特性。這種“涌現(xiàn)”特性是生物系統(tǒng)的一個特征,從蛋白質到多細胞生物再到生態(tài)系統(tǒng)。因此,斑點不僅本身就令人著迷,而且還可以作為類似系統(tǒng)的模型,這些系統(tǒng)太小或太大而無法輕易觀察,例如細胞骨架、纖毛和鞭毛中的半柔性肌動蛋白絲.
“活性生物聚合物和肌動蛋白絲是所謂‘糾纏的活性物質集合體’的很好例子,它們是機器人技術和材料科學的熱門話題,”合著者、佐治亞理工學院助理教授 M Saad Bhamla 博士說。 ,在美國亞特蘭大。
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