Bất ngờ khả năng "sao y bản chính" của nấm nhầy

Mặc dù không có não, nhưng những sinh vật đơn bào như Nấm nhầy có khả năng truyền đạt những gì đã học được cho nhau.

Đây không phải là nấm, dù tên là Nấm nhầy, cũng không phải là động vật hay thực vật mà thực chất là một sinh vật đơn bào.

Loại chất nhầy kì lạ này hơi giống một đám rêu trên những thân cây. Mặc dù không hề có cấu tạo não nhưng nó có khả năng học hỏi để thích nghi với môi trường sống.

Đó là kết quả nghiên cứu đã được công bố của Trung tâm nghiên cứu nhận thức sinh vật (CNRS, trường đại học Toulouse III – Paul Sabatier). Mới đây, cũng chính nhóm nghiên cứu trên đã công bố kết quả bất ngờ hơn, đó là loại nấm nhầy này có khả năng truyền đạt những gì mà nó học được cho tế bào nấm nhầy khác nếu chúng kết hợp lại với nhau.

Nấm nhầy là một sinh vật đơn bào.

Thử tưởng tượng bạn có khả năng kết hợp với một người nào đó, tiếp thu kiến thức của họ rồi sau đó lại tách ra và biến những kiến thức đó thành của bạn. Điều này nghe thoáng qua có vẻ giống như một cảnh trong phim X-Men của Hollywood, nhưng với loài nấm nhầy, chúng thực sự có khả năng đó.

Nấm nhầy có tên khoa học là Physarum polycephalum, là một sinh vật đơn bào sống trong môi trường nền rừng, dưới các tán cây. Hai nhà khoa học Audrey Dussutour và David Vogel của CNRS đã nuôi cấy thành công nấm nhày trong phòng thí nghiệm và huấn luyện chúng di chuyển qua những chất thấm nhưng vô hại như cà phê hay muối trên đường lấy thức ăn.

Cả hai đã dạy hơn 2.000 tế bào nấm nhầy biết rằng, muối không nguy hiểm bằng cách cho chúng băng qua một cây cầu phủ muối để có thể lấy được thức ăn. Và những cá thể nấm nhầy đã biết cách đi qua những tinh thể muối trên đường di chuyển bằng cách hòa tan với chúng. Nhóm này được gọi là nhóm Kinh nghiệm.

Một nhóm 2.000 tế bào nấm nhầy khác được cho đi qua cầu không muối để lấy thức ăn, đây được đánh dấu là nhóm Ngây thơ, trái ngược với nhóm Kinh nghiệm.

Sau một thời gian huấn luyện, nhóm nghiên cứu cho kết hợp giữa hai nhóm tạo thành một nhóm thứ 3 gọi là nhóm hỗn hợp. Các tế bào nấm nhầy thuộc cả ba nhóm đều phải băng qua cầu muối để có thể lấy được thức ăn, và kết quả là nhóm tế bào hỗn hợp di chuyển cũng nhanh như nhóm kinh nghiệm, nhanh hơn nhóm ngây thơ.

Điều này chứng tỏ kiến thức về sự vô hại của muối đã được chia sẻ từ nhóm kinh nghiệm sang nhóm ngây thơ khi chúng được kết hợp lại. Bất kể trong tổ hợp có ba hay bốn tế bào, chỉ cần có 1 tế bào của nhóm kinh nghiệm thì những tế bào còn lại đều được truyền thông tin.

Các tế bào này được huấn luyện trong phòng thí nghiệm.

Để kiểm tra sự chuyển giao thông tin có thực sự diễn ra hay không, nhóm đã chia thành hai nhóm nhỏ đó là nhóm hỗn hợp 1 giờ và nhóm hỗn hợp 3 giờ để thực hiện lại thí nghiệm cầu muối.

Kết quả, chỉ có những tế bào trong nhóm hỗn hợp 3 giờ có thể đi qua muối trong khi những tế bào ngây thơ và hỗn hợp 1 giờ bị chậm lại do phải né tránh muối trên đường đi. Kết quả trên đã cho thấy khả năng học hỏi của các tế bào nấm nhầy.

Khi quan sát bằng kính hiển vi, nhóm nghiên cứu nhận thấy sau 3 giờ kết hợp, một tĩnh mạch được hình thành tại các điểm tiếp xúc giữa các tế bào. Tĩnh mạch này chắc chắn là nơi trao đổi thông tin của các tế bào với nhau.

Hình thức truyền những thông tin này chính là thách thức mà nhóm nghiên cứu cần làm sáng tỏ, đồng thời cần kiểm tra xem bao nhiêu thông tin có thể được truyền trong một lần. Nếu tế bào A có thể tránh được muối và tế bào B có thể tránh cà phê thì khi kết hợp liệu cả hai kiến thức trên có được truyền đi hay không?

Trong khi các vấn đề sinh học của thuật toán vẫn còn phải được xác định, nghiên cứu này cung cấp cái nhìn sâu sắc vào các cơ chế nguyên thủy của quá trình ra quyết định và cho thấy rằng các nguyên tắc cơ bản của việc ra quyết định, xử lý thông tin và nhận thức được chia sẻ giữa các hệ thống sinh học là cực kỳ đa dạng.