การเป็นเซลล์เดียวไม่จำเป็นต้องทำให้สิ่งมีชีวิตมีชีวิตเว็บตรงที่เรียบง่ายเสมอไป การทดลองที่มีอายุนับศตวรรษซึ่งเลิกใช้มาอย่างยาวนานแสดงให้เห็นว่าสิ่งที่เรียกว่าสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์สามารถประพฤติตนในรูปแบบที่ซับซ้อนอย่างน่าประหลาดใจStentor roeseliซึ่งเป็นผู้ประท้วงรูปร่างทรัมเป็ตตัวเล็ก สามารถหลบ หลบ หรือหนีเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่ระคายเคือง ซึ่งจะเปลี่ยนพฤติกรรมเมื่อกลยุทธ์หนึ่งล้มเหลว นักวิจัยรายงานออนไลน์ 5 ธันวาคมในCurrent Biology การศึกษาชี้ให้เห็นว่าเซลล์เดี่ยว แทนที่จะได้รับการตั้งโปรแกรมล่วงหน้าให้ตอบสนองในลักษณะใดวิธีหนึ่ง มีความสามารถใน “เปลี่ยนความคิด” ตามประสบการณ์
“การทดลองที่น่าสนใจนี้เตือนเราว่าสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์
สามารถทำสิ่งที่ซับซ้อนได้” Sindy Tang วิศวกรเซลล์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว
S. roeseliมีชื่อเสียงโด่งดังในปี 1906 เมื่อเฮอร์เบิร์ต สเปนเซอร์ เจนนิงส์ นักสัตววิทยาชาวอเมริกันบรรยายถึงพฤติกรรมที่ซับซ้อนที่สุดบางอย่างที่เคยรายงานสำหรับสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ผู้ประท้วงน้ำจืดความยาวมิลลิเมตรใช้เวลาส่วนใหญ่ในชีวิตกับสาหร่ายที่ลอยอยู่โดยใช้ตาที่มีขนบนร่างกายเพื่อกวาดอาหารเข้าปาก
Jennings ยุ่งกับS. roeseliโดยรบกวนพวกเขาด้วยสารเคมีระคายเคืองที่ส่งปิเปต แทนที่จะใช้พฤติกรรมสะท้อนกลับง่ายๆ เขาได้บันทึกลำดับชั้นที่ซับซ้อนของกลยุทธ์การหลีกเลี่ยง ประการแรก ผู้ประท้วงจะก้มตัวหลบการโจมตี หากไม่สำเร็จ มันจะขับไล่สิ่งระคายเคืองโดยใช้ตาเพื่อ “พ่น” น้ำออกจากปาก เมื่อเจนนิงส์ยืนกราน มันจะหดตัวทั้งตัวเพื่อหดตัว การกระทำขั้นสุดท้ายคือการหลบหนีโดยแยกตัวออกจากพื้นผิวและลอยออกไป
ในขณะนั้น นักชีววิทยาถือว่าเซลล์เดี่ยวมีความสามารถเฉพาะพฤติกรรมพื้นฐาน
เช่น การเคลื่อนเข้าหาหรือออกจากสิ่งเร้าบางอย่าง ผลงานของเจนนิงส์จึงได้รับความสนใจอย่างมาก แต่ความพยายามที่จะทำซ้ำล้มเหลว และในที่สุดข้อสังเกตของเขาก็ถูกเพิกเฉย
แต่เมื่อ Jeremy Gunawardena นักชีววิทยาด้านระบบที่ Harvard Medical School ในบอสตัน ได้เรียนรู้เกี่ยวกับงานของ Jennings จากการบรรยายของเพื่อนร่วมงาน “ฉันรู้สึกประหลาดใจและหลงใหลในทันที” เขากล่าว “มันแนะนำว่าเซลล์เดี่ยวสามารถมีอิสระในแบบที่เราไม่ได้พิจารณาในปัจจุบัน” Gunawardena ได้ติดตามการศึกษาการจำลองแบบที่สำคัญบางส่วนและสังเกตเห็นข้อบกพร่องที่สำคัญ: พวกเขาทั้งหมดใช้Stentor สายพันธุ์ที่แตกต่างกันซึ่งมีไลฟ์สไตล์แบบ เคลื่อนที่มากกว่าS. roeseli
ด้วยสายพันธุ์ที่ถูกต้องอยู่ในมือ คุณกุนาวาร์เดนาและเพื่อนร่วมงานของเขาจึงออกเดินทางจำลองการทดลองที่มีอายุนับร้อยปี แทนที่จะใช้สารเคมี พวกเขายิงเม็ดพลาสติกขนาดเล็กเป็นจังหวะที่S. roeseliทุกครั้งที่เซลล์ดูเหมือนอยู่ในสถานะพักและบันทึกพฤติกรรมของพวกมัน
การทดลองกว่า 57 ครั้ง นักวิจัยได้สังเกตพฤติกรรมแต่ละอย่างที่อธิบายโดยเจนนิงส์เป็นครั้งแรก แต่สังเกตเห็นความแปรปรวนมากกว่าในการทดลองเดิมอย่างมาก เซลล์บางเซลล์ทำซ้ำขั้นตอนเดิมหรือข้ามบางเซลล์ไปเลย
การหลบหลีก
Stentor roeseli แสดงพฤติกรรมการหลีกเลี่ยงช่วงหนึ่งเมื่อรู้สึกหงุดหงิด ดังที่เห็นในภาพวาดนี้ตามข้อสังเกตที่รายงานในปี 1906 โดยนักสัตววิทยาชาวอเมริกัน เฮอร์เบิร์ต สเปนเซอร์ เจนนิงส์ จากตำแหน่งพักผ่อน ในระหว่างที่ตาของมันกวาดน้ำและอาหารไปทางปาก สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวสามารถงอออกจากสารระคายเคือง ย้อนกลับทิศทางของ cilia เพื่อ “คาย” สารระคายเคืองออก หดตัว หรือแยกออก และลอยได้ ห่างออกไป.
พฤติกรรม Stentor roeseli
DEXTER ET AL/CURRENT BIOLOGY 2019
ตอนแรกนักวิจัยงง แต่เมื่อพวกเขาวิเคราะห์พฤติกรรมของS. roeseli ทั้งหมดที่ ใช้ในการทดลอง ลำดับชั้นก็ปรากฏขึ้น บ่อยครั้ง เซลล์ S. roeseli ที่ระคายเคือง จะงอออกก่อนหรือพยายามถุยลูกปัดออกมา จากนั้นจะหดตัวหรือแยกออก แต่นักวิจัยไม่เคยเห็นการถอดเซลล์โดยไม่หดตัวก่อน
นักวิจัยกล่าวว่าผลการวิจัย เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าS. roeseliสามารถเปลี่ยนความคิดเกี่ยวกับวิธีการตอบสนองต่อสารระคายเคืองได้ “เราแสดงให้เห็นว่าเซลล์เดียวมีความสามารถในการตัดสินใจที่ค่อนข้างซับซ้อน” คุณกุณวาร์เดนากล่าว
ทีมรู้สึกประหลาดใจเป็นพิเศษที่พบว่าหลังจากทำสัญญาครั้งเดียว มีโอกาส 50-50 ที่เอส. โรเซลีจะทำสัญญาอีกครั้งหรือแยกออก นั่นเป็นกระบวนการตัดสินใจที่คล้ายกับการพลิกเหรียญ ความคาดเดาไม่ได้ดังกล่าวอาจทำให้S. roeseliได้เปรียบในการรักษานักล่าด้วยนิ้วเท้าของพวกเขา Gunawardena กล่าวเว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
