Шнобелевская премия. Самые нелепые изобретения и не только

Общительные собаки, голуби-врачи, чувствительные коровы — вы уже знаете довольно много "шнобелевских" историй о том, как люди пытались общаться с животными и приписывали им собственные качества, переоценивая их эмоциональный и интеллектуальный потенциал. Эта история будет другой. Во-первых, главными действующими лицами здесь будут в прямом смысле слова безмозглые существа (а значит, очеловечивать тут, в общем, и некого). Во-вторых, эти безмозглые существа настолько уверенно доказали свои способности к решению непростых математических задач, что ученым остается только зафиксировать их таланты и придумывать им все новые и новые приложения.

Речь идет о двухкратных лауреатах Шнобелевской премии 2008 и 2010 годов в номинациях "Когнитивные науки" и "Транспортное планирование" (все-таки есть что-то жизнеутверждающее в том, чтобы изучать не обладающих мозгом живых существ и получить награду за исследование их когнитивных, то есть умственных, способностей). В 2008 году премию получила группа японских ученых и их венгерский коллега за открытие того, что слизевики могут решать задачи, а в 2010 году — японские и британские исследователи за использование слизевиков в решении задачи о кратчайшем пути. Трое лауреатов японской исследовательской группы 2008 года были и в составе звездного коллектива 2010 года — это Тосиюки Накагаки, Рё Кобаяси и Ацуси Тэро.

Теперь давайте разберемся: кто такие (что такое?) слизевики и что они сделали. Слизевики — это группа простейших организмов, в которой насчитывается более 900 видов. Классификация слизевиков окончательно не разработана: раньше их включали в царство грибов, теперь же считается, что они сочетают в себе признаки разных простейших. На определенном этапе своей жизни слизевики выглядят как — ничего удивительного — слизистая масса, не имеющая каких-либо твердых оболочек или покровов. Слизевик может представлять собой одну большую клетку с несколькими ядрами (и тогда его размер не превышает нескольких десятков миллиметров), а может быть многоклеточным — встречались экземпляры площадью в несколько квадратных метров и массой около 20 килограммов. Но это состояние возникает лишь как ответ на недостаток еды — если питания хватает, слизевик проводит жизнь в виде отдельных клеток, а в случае необходимости они объединяются в более крупную структуру, которая двигается по направлению к источнику пищи. Это "тело" может перестраиваться, менять форму и размножаться — выбрасывать специальные отростки, в которых находятся споры (именно из-за этих спор и отростков, напоминающих грибы, слизевиков и относили к грибам).

Для живых существ, не обладающих ногами, слизевики преодолевают внушительные дистанции — в Новой Зеландии ученые обнаружили слизевика, генетически идентичного своим собратьям в США. Как он оказался в Новой Зеландии, неизвестно.

Ученые ставили опыты над слизевиками Physarum polycephalum (кстати, видовое название этого существа означает "многоголовый") именно в таком многоклеточном состоянии. Оба исследования — 2008 и 2010 годов — схожи. В первом случае (статья была опубликована за восемь лет до получения награды — в 2000 году) эксперимент был поставлен следующим образом: сначала ученые сделали лабиринт размером 25 на 35 сантиметров. Лабиринт заполнили питательной средой и поместили туда слизевик — он разросся и занял собой все свободные проходы. Затем питательную среду оставили только в двух местах лабиринта — на нижней и левой гранях четырехугольника. Спустя четыре часа площадь слизевика существенно сократилась: он убрал "лишние" (не ведущие к еде) отростки, при этом сохранил части, с помощью которых потенциально мог добраться до питания. Еще через четыре часа организм сформировал единую плотную структуру, соединяющую две "кормушки" самым оптимальным способом. Авторы работы прокомментировали это так: "Чтобы максимизировать эффективность поиска пищи и, следовательно, шансы на выживание, слизевик изменил свою форму в лабиринте и образовал одну толстую трубку, покрывающую кратчайшее расстояние между источниками пищи. Этот примечательный процесс вычислений на клеточном уровне подразумевает, что подобные организмы могут демонстрировать примитивный интеллект".