D’entre totes les criatures del nostre planeta (conegudes i per conèixer), una en destaca especialment: no és ni un animal ni una planta, però s’utilitza cada dia en laboratoris de cultius cel·lulars. Té una única cèl·lula no neuronal, però és capaç de dissenyar un mapa ferroviari amb una eficiència similar a la dels humans. Quina és, doncs, aquesta criatura misteriosa i fascinant?
Us presentem…
El Physarum polycephalum! Una massa de color groguenc que es pot trobar en hàbitats ombrívols, frescos i humits. S’alimenta d’espores de fongs, bacteris i altres microbis. Fins aquí, cap problema. Ara bé, si comencem a fer més preguntes, entrem en terreny misteriós…
Avui en dia, sabem que el Physarum pertany al grup dels mixomicets, també anomenats fongs mucilaginosos. Aparentment, semblen floridures comunes, però resulta que estan més emparentats amb el regne dels protists (com les amebes) que no pas amb el regne dels fongs. Aquesta classificació ha variat al llarg de la història segons la interpretació que se’n feia:
1753: el naturalista Carl Nilsson ubica els mixomicets dins el regne vegetal, per la seva producció d’una gran diversitat de pigments
1833: el botànic Heinrich Link trasllada aquests éssers al regne dels fongs, a causa de les similituds entre els tipus de reproducció
1859: Anton de Bary atia les masses desplaçant (temporalment) els mixomicets dins el regne animal amb els fonaments de les seves conductes nutritives
2015: amb el genoma del P. polychepahlum seqüenciat completament, el parentesc genètic ubicava aquests “fongs” dins els amebozous, al regne dels protists
Així doncs, un organisme difícil de classificar a causa de les seves semblances amb altres éssers… però del qual tenim molt a aprendre. Coneguem-lo amb profunditat!
P. polychepahlum, protist prometedor!
Tal com s’ha descrit prèviament, el Physarum polychephalum és un protist del grup dels mixomicets. Dins aquest grup trobem organismes d’allò més diversos i amb coloracions intenses, com és el groc cridaner del nostre protagonista d’avui, fruit del pigment pysarochrome A.
Aquest organisme es reprodueix mitjançant la fusió de dos gàmetes de diferent sexe. Això no resultaria tan difícil si el Physarum no fos un organisme unicel·lular. Per resoldre aquest problema, el protist crea gàmetes de 720 sexes diferents per tal d’augmentar les probabilitats d’èxit. Un cop fusionats, els gàmetes creen una cèl·lula que creix sense aturador però dividint únicament el material genètic del nucli. Creixent i creixent, pot assolir l’ordre d’uns quants metres quadrats de superfície, amb milers de milions de nuclis repartits per tota la cèl·lula. Durant la seva fase reproductiva, aquesta cèl·lula produeix espores mitjançant divisions meiòtiques, que donaran lloc als diferents gàmetes.
Ja sabem com es reprodueix, i de moment deixarem el seu aspecte relacional per més endavant… Sobre la seva nutrició, els amebozous comparteixen l’estratègia d’utilitzar pseudopodis (prolongacions temporals de la cèl·lula) per fagocitar aliment i incorporar-lo al citoplasma.
D’una manera similar, el Physarum es mobilitza gràcies a prolongacions induïdes per una xarxa venosa interna que explora les direccions cap on moure’s, com si estigués constantment investigant quin sentit li escau més. Aquest moviment pot arribar a tenir una velocitat d’alguns centímetres per hora! Tot això també és útil en laboratoris per estudiar la motilitat ameboide i la funcionalitat de les xarxes internes.
Una ment meravellosa
Malgrat ja sembli un ésser sorprenent, és en el camp de les habilitats cognitives i relacionals on aquest protist destaca realment. Un exemple d’això és el reflex d’habituació, on se situa l’organisme davant d’una substància amarga o molesta i, al cap d’un temps, aquest deixa d’evitar-la.
La joia del curriculum vitae del Physarum, però, són dos premis Ig Nobel: uns premis estatunidencs atorgats a “experiments que primer et fan riure i, després, reflexionar”. Vegem els dos experiments!
El corredor del laberint
En el primer cas, l’any 2000, l’equip de Toshiyuki Nakagaki va situar el Physarum en un laberint on hi havia amagat un grapat de farina de civada, un aliment pel nostre protagonista d’avui. El creixement del nostre amic va explorar tots els racons del laberint per acabar optimitzant la seva xarxa ramificada i eixamplar el camí òptim, és a dir, el que tenia una distància menor del punt d’origen a la font de nutrients. Aquest fet feia pensar l’equip en un tipus d’intel·ligència primitiva, un concepte poc explorat fins llavors. Recorda que és un individu amb una sola cèl·lula: no té ni neurones!
Un enginyer amb un talent natural
L’equip de Toshiyuki Nakagaki guanyaria un segon Ig Nobel l’any 2010 per la publicació d’un article que explorava les xarxes adaptatives creades per entitats biològiques. L’objectiu era senzill: comprovar l’eficiència de la xarxa metropolitana de Tòquio segons l’haguessin dissenyat humans o el Physarum.
Per dur a terme l’experiment, van dissenyar una placa de cultiu amb la forma de la regió metropolitana de Tòquio (Kanto) i els seus nuclis urbans. En l’espai equivalent a la capital japonesa, s’hi ubicava el Physarum. En les ciutats veïnes, suplements nutritius. En qüestió d’hores, el plasmodi va créixer ocupant tota la superfície de la regió (de manera similar al laberint), per acabar limitant el seu creixement a les vies òptimes entre ciutats.
La pregunta que sorgeix al final és: era millor opció la del Physarum? Tenia alguns avantatges? La resposta és que els enginyers humans poden estar satisfets, ja que les dues xarxes eren similars en termes d’optimització de vies, eficiència de transport i tolerància a les fallides. Això sí, el nostre amic ho va organitzar en qüestió d’unes hores, mentre que la planificació humana segurament va duraruna mica més…
Ja per acabar…
Com totes les criatures fascinants, la cultura popular no ha quedat exempta d’una versió particular del Physarum. L’any 1958, la pel·lícula de terror “The Blob”, amb una nova versió l’any 1988 doblada al català, presentava un alienígena similar al Physarum que va acabar derivant en el malnom de Blob pel nostre protagonista d’avui. Més recentment, el documental francès “The Blob: A Genious Without a Brain” (2019) explora més a fons aquesta fascinant criatura.
La similitud que no es pot deixar de banda, però, forma part d’un univers prou famós de còmics. Canviant el groc cridaner per un negre més discret, Venom és un paràsit de l’home aranya que només pagarà el lloguer si se li arregla la maleïda porta!
Per saber-ne més
Investigación y Ciencia – La masa devoradora: una célula gigante e inteligente
Nature – Maze-solving by an amoeboid organism
Science – Rules for Biologically Inspired Adaptive Network Design
CITACIÓ D’IMATGES
Imatge de portada: Imatge produïda per Le Bernemi (Creative Commons 4.0)
2. Imatge produïda per frankenstoen (Creative Commons 2.5)
3. Figura 1c de l’article “Maze-solving by an amoeboid organism” (Toshiyuki Nakagaki, Hiroyasu Yamada & Ágota Tóth)
