Nemá oči, nervy ani mozek, přesto dokáže najít cestu z bludiště. Slizovka nedává vědcům spát

Na starém pařezu nebo trouchnivějícím kmeni se občas objeví zvláštní žlutá hmota. Vypadá trochu jako rosol, někdy se rozlézá do stran a vytváří jakousi síť. Člověk by ji nejspíš považoval za houbu, pokud by si jí vůbec všiml. Jenže může jít o slizovku Physarum polycephalum, česky zvanou vápenatku mnohohlavou, která už vědcům připravila nejedno překvapení. Nemá mozek ani nervovou soustavu, přesto se při pokusech ukázalo, že dokáže najít nejkratší cestu bludištěm. A nejen to. Umí si poradit s hledáním potravy a podle všeho si dokáže některé informace i zapamatovat. Tedy ne tak, jak si něco pamatujeme my, ale její předchozí zkušenosti mohou ovlivnit to, jak se zachová příště. Právě to vědce zajímá. Jak může něco, co nemá ani jediný neuron, zvládat takové věci?

Se zařazením slizovek si přírodovědci kdysi docela lámali hlavu. Vypadaly jako houby, nacházeli je na podobných místech a také se rozmnožovaly pomocí výtrusů. Tak je mezi houby prostě zařadili. Jenže postupně se ukázalo, že toho s nimi zase tolik společného nemají. Dnes patří mezi tzv. protisty, kam se řadí nejrůznější organismy, které se nevejdou mezi živočichy, rostliny ani houby. Je to dost pestrá společnost. A slizovky v ní patří k těm podivnějším.

Zajímavé je i to, jak vlastně tahle slizovka vypadá uvnitř. V určité fázi života totiž tvoří jedinou buňku. A ta může být pořádně velká, někdy se rozroste i na několik desítek centimetrů. To už je na jednu buňku docela dost, zvlášť když si uvědomíme, že většinu buněk bez mikroskopu ani neuvidíme. Téhle fázi se říká plazmodium. Uvnitř jsou stovky, tisíce i mnohem větší počty buněčných jader, ale žádné přepážky, které by je od sebe oddělovaly. Člověk by při pohledu na takovou rozlezlou žlutou hmotu asi těžko hádal, že je to vlastně pořád jedna buňka.

Na pohled připomíná žlutou síť nepravidelných žilek. Není to ovšem žádná nehybná hmota. Slizovka se pohybuje, jen tak pomalu, že si toho člověk při obyčejném pozorování většinou nevšimne. Když se její pohyb natočí a záznam zrychlí, vypadá skoro jako nějaký zvláštní živočich, který se rozlézá po okolí.

Slizovka sice nemá žádné orgány, ale uvnitř jejího těla to rozhodně není žádná stojatá hmota. Neustále tam proudí cytoplazma, tedy tekutý obsah buňky. Chvíli jedním směrem, potom zase opačným. Díky tomu se po jejím těle rozvádějí živiny a další potřebné látky. A slizovka se mezitím pomalu rozlézá po okolí. Někde vytvoří nový výběžek, jinde se zase stáhne. Takto postupně prozkoumává místa, kde by mohla najít něco k snědku.

V lese jí jako potrava slouží hlavně bakterie a další drobné organismy. V laboratoři to má trochu jednodušší, vědci ji totiž často krmí obyčejnými ovesnými vločkami. Ano, těmi, které si lidé dávají třeba k snídani. A právě ovesné vločky sehrály důležitou roli v pokusu, díky kterému se o slizovce začalo mluvit i mimo vědecké kruhy.

V roce 2000 zveřejnil japonský vědec Toshiyuki Nakagaki se svými kolegy výsledky docela zvláštního experimentu. Rozhodli se zjistit, jak si slizovka poradí s bludištěm.

Připravili malé bludiště, nechali ho slizovkou prorůst a na dvě místa položili potravu. Pak už jen sledovali, co se bude dít. Slizovka měla zpočátku výběžky v různých částech bludiště, včetně slepých uliček. Jenže postupně se začala měnit. Některé výběžky se ztenčovaly, jiné mizely úplně. A tam, kde spojení zůstávalo užitečné, se naopak udržovalo. Nakonec mezi oběma kousky potravy zůstala nejkratší možná cesta.

Na tom bylo zvláštní hlavně to, že slizovka neměla žádný mozek, který by celý postup řídil. Samozřejmě si bludiště neprohlížela a nepřemýšlela, jestli má na další křižovatce zahnout doleva, nebo doprava. Prostě postupně měnila své tělo, až jí zůstalo spojení, které bylo nejvýhodnější. A právě to vědce zaujalo.

Tady je potřeba jednu věc vysvětlit. Slizovka si bludiště neprohlížela a nehledala východ tak, jak bychom to dělali my. Vědci ji nechali prostředí postupně prorůstat a sledovali, jak se její síť mění. Části, které nebyly výhodné, časem ustupovaly. Ty užitečné naopak zůstávaly.

Na první pohled to může vypadat jako docela jednoduchý proces. Jenže zkuste si představit, že máte vytvořit síť, která propojí několik míst, nebude zbytečně dlouhá a zároveň dokáže dopravovat potřebné látky. Přesně s podobnými problémy se potýkají například projektanti dopravních sítí. A slizovka je řeší už miliony let, aniž by k tomu potřebovala jediný neuron.

O deset let později přišli japonští vědci s dalším pokusem. Tentokrát už nešlo o bludiště, ale o železniční dopravu. Přesněji o železniční síť v okolí Tokia.

Na laboratorní podložku rozmístili ovesné vločky tak, aby jejich poloha odpovídala Tokiu a okolním městům. Do místa představujícího Tokio potom umístili slizovku a nechali ji růst.

Slizovka se začala rozlézat k jednotlivým zdrojům potravy a postupně mezi nimi vytvářela síť spojení. Některé větve zanikly, jiné zesílily. Po určité době vznikla struktura, která vědce překvapila svou podobností se skutečnou železniční sítí.

Nešlo samozřejmě o její přesnou kopii. Zajímavé ale bylo, že obě sítě vykazovaly srovnatelnou efektivitu, náklady na propojení jednotlivých míst i odolnost vůči přerušení některých tras.

Slizovka totiž nemusí hledat jen absolutně nejkratší spojení. Když má více zdrojů potravy, vyplatí se jí udržovat takovou síť, která dokáže živiny dobře rozvádět a zároveň není zbytečně rozsáhlá. A někdy se hodí ponechat i náhradní spojení, kdyby se hlavní cesta poškodila.

Právě tohle je jeden z problémů, které řeší dopravní inženýři. Stavět co nejkratší tratě totiž nemusí být vždy nejlepší. Důležité je také to, co se stane při výluce nebo poruše.

O pokusu se v roce 2010 psalo i v prestižním vědeckém časopise Science. A nezůstalo jen u toho, že slizovka vytvořila něco podobného železniční síti. Vědci se pokusili přijít na to, podle čeho vlastně jednotlivá spojení vytváří, proč některá časem zaniknou a jiná naopak zesílí. Nakonec z toho vznikl matematický model. Ten by se mohl hodit třeba při plánování dopravy, ale nejen tam. Podobný problém se řeší i u komunikačních sítí nebo různých rozvodů. Všude je potřeba něco propojit, pokud možno bez zbytečných oklik, a zároveň zajistit, aby celá síť fungovala i při nějaké poruše.

Najít cestu bludištěm je jedna věc. Ale co paměť? Může si něco pamatovat organismus, který nemá mozek? Právě na to se zaměřili vědci z Francie. V roce 2016 publikovali výzkum, při kterém sledovali, jak slizovky reagují na látky, které jim nejsou příjemné.

Použili například kofein a chinin. Tyto látky slizovky zprvu odrazovaly. Když se s nimi setkaly, jejich postup se zpomalil a překážku překonávaly neochotně. Jenže při opakovaném vystavení stejné látce se jejich chování změnilo. Postupně přestávaly reagovat tak výrazně jako na začátku. Jako by zjistily, že jim látka sice vadí, ale ve skutečnosti pro ně nepředstavuje vážné nebezpečí.

Vědci tento jev označují jako habituaci. Jde o jednu z nejjednodušších forem učení, při které organismus postupně omezuje reakci na opakující se podnět, pokud se ukáže jako neškodný. Podobně to známe i z vlastního života. Když začnete bydlet poblíž železniční trati, zpočátku vás může rušit každý projíždějící vlak. Po nějaké době už si ho sotva všimnete. Mozek se naučí, že na známý zvuk nemusí neustále upozorňovat.

Slizovka žádný mozek nemá, přesto se u ní projevilo něco podobného. Navíc se ukázalo, že pokud vědci nepříjemnou látku na určitou dobu odstranili, původní silnější reakce se mohla vrátit. A když slizovky navykli na jednu látku, neznamenalo to automaticky, že přestanou reagovat i na jinou.

To bylo důležité. Nešlo tedy jen o to, že by se organismus unavil a přestal na okolí reagovat. Jeho chování se měnilo podle předchozí zkušenosti s konkrétním podnětem.

To je otázka, která na slizovkách vědce tolik přitahuje. U člověka nebo jiných živočichů bychom hledali odpověď v nervové soustavě. Jenže tady žádná není. V případě Physarum polycephalum se informace mohou projevovat prostřednictvím změn v celé buňce. Roli hraje chemické složení jejího vnitřního prostředí, proudění cytoplazmy i uspořádání jednotlivých částí těla.

Slizovka si navíc při pohybu vytváří v okolí vlastní stopy. Na povrchu zanechává sliz, podle kterého může za určitých okolností rozpoznat místa, kudy už prošla. Nemusí tak stále znovu prozkoumávat stejné prostředí.

Je to vlastně docela úsporné řešení. K čemu by potřebovala mozek, když si některé informace může uchovávat přímo ve svém těle nebo ve stopách, které za sebou zanechává? Přesto bychom měli být opatrní s tvrzením, že slizovka přemýšlí nebo si pamatuje stejně jako člověk. Vědci u ní pozorují chování, které splňuje určité znaky učení a paměti. To ovšem ještě neznamená, že si své zkušenosti uvědomuje.

Ostatně ani u mnohem složitějších organismů není vždy jednoduché určit, kde končí automatická reakce a začíná něco, co bychom mohli nazvat skutečným rozhodováním.

Když se na slizovku podíváme, vlastně na ní není nic moc zajímavého. Alespoň na první pohled. Žlutá hmota, která se pomalu rozlézá po dřevě nebo po zemi. Nemá oči, uši, nohy ani nic podobného. Když se podmínky zhorší, třeba začne být příliš sucho, může se stáhnout do klidového stadia a přečkat tak dobu, kdy by jinak nepřežila. Jenže jak ukázaly pokusy, i takový organismus si dokáže s ledasčím poradit.

Vědce na ní zajímá hlavně to, jak to všechno dělá. Jak pozná, které spojení se jí vyplatí udržovat a které už nepotřebuje? Proč se po opakované zkušenosti s určitou látkou začne chovat jinak? A jak je možné, že k tomu nepotřebuje mozek? Právě kvůli podobným otázkám se slizovky zkoumají i mimo biologii. Jejich chování se například využívá jako inspirace při vytváření počítačových modelů.

Zdroje:

https://royalsocietypublishing.org/rspb/article/283/1829/20160446/78071/Habituation-in-non-neural-organisms-evidence-from

https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1215037109

https://knowablemagazine.org/content/article/living-world/2026/learning-memory-learning-physarum-polycephalum-slime-mold

https://www.kodenigma.cz/blog/nema-mozek-ani-nervy-presto-se-dokaze-ucit-podivny-organismus-prekvapuje-vedce