Geçmiş olaylara ait anılar, gelecekte daha iyi kararlar almamızı sağlıyor. Şimdiyse Max Planck Enstitüsü Dinamik Sistemler ve Öz Düzenleme Bölümü (MPI-DS) ile Münih Teknik Üniversitesi’nde (TUM) çalışan araştırmacılar, cıvık mantarın (Physarum polycephalum) merkezi bir sinir sistemi olmamasına rağmen anıları nasıl kaydettiğini belirlemişler.
Bilgiyi depolama ve geri çağırma kabiliyeti, bir canlıya yiyecek ararken veya zararlı ortamlardan kaçınırken belirgin bir üstünlük sağlıyor. Bu kabiliyet, önceleri sadece sinir sistemi bulunan canlılara atfediliyordu.
Mirna Kramar (MPI-DS) ve Profesör Karen Alim’in (TUM ve MPI-DS) yürüttüğü yeni çalışma ise bu görüşe meydan okuyor ve yüksek oranda dinamik olan tek hücreli bir canlının, çevresi hakkında bilgi depolayıp geri çağırmasını sağlayan şaşırtıcı kabiliyetlerini ortaya çıkarıyor.
Geçmişe açılan pencere
Bilimsel adı Physarum polycephalum olan cıvık mantar, onlarca yıldır araştırmacıların kafasını karıştırıyor. Hayvanlar, bitkiler ve mantarlar aleminin kesişim noktasında yer alan bu benzersiz organizma, insanların da içinde bulunduğu ökaryot evriminin ilk zamanlarına yönelik fikirler sağlıyor.
Bu canlı, esasında karmakarışık ağlar meydana getiren birbirine bağlı tüplerin oluşturduğu dev bir tek hücre. Amibe benzeyen bu tekil hücrenin boyutu birkaç santimetreden birkaç metreye kadar uzayabiliyor ve Guinness Rekorlar Kitabı’nda dünyanın en büyük hücresi biçiminde tanımlanıyor.
En temel yaşam seviyelerinde karar verme işlemi
Bir labirentteki en kısa güzergâhı bulmak gibi karmaşık problemleri çözmesini sağlayan çarpıcı yetenekleri, bu cıvık mantara “zeki” sıfatını kazandırmış. Araştırma camiasının ilgisini çeken canlı, yaşamın en temel seviyelerinde gerçekleşen karar verme işlemi hakkında çeşitli soru işaretleri ortaya çıkarmış.
Physarum‘un bu karar verme kabiliyeti, hiçbir düzenleyici merkezi bulunmamasına rağmen içerdiği boru biçimindeki şebekenin sürekli ve hızlı şekilde yeniden düzenlendiği göz önüne alınınca daha da büyüleyici hale geliyor.
Araştırmacılar canlının, karşılaştığı besinlere ait anıları doğrudan şebeke benzeri gövdesinin yapısına dokuduğunu ve depolanan bu bilgiyi de gelecekte karar verirken kullandığını keşfetmişler.
Geçmişin anısı şeklinde davranan şebeke yapısı
Münih Teknik Üniversitesi’nde biyolojik ağlar profesörü ve MPI-DS Biyolojik Fizik & Morfojenez grubunun lideri Karen Alim, “Basit bir deneysel gözlemden bir projenin doğduğunu görmek çok heyecan verici” diyor.
Canlının göç ve beslenme sürecini takip eden araştırmacılar, besin kaynağının beslendikten çok uzun süre sonra şebekede ince ve kalın tüpler şeklinde belirgin bir damga bıraktığını gözlemlemişler.
“P. polycephalum‘daki şebekenin çok dinamik şekilde yeniden düzenlendiği düşünüldüğünde; damganın devamlılığı, ağ yapısının geçmişe ait bir anı görevi görebileceğini akla getiriyor” diyor Karen Alim. Fakat araştırmacıların ilk önce, damga oluşumunun ardındaki işleyişi açıklamaları gerekiyormuş.
Anıların yön verdiği kararlar
Bu amaçla boru şeklindeki şebekede meydana gelen adaptasyonları mikroskop ile gözlemleyen araştırmacılar, daha sonra bu gözlemleri kuramsal modellemeyle birleştirmişler. Cıvık mantarın besinle karşılaşması, besinin organizmada bulunduğu konumdan başlayarak yolculuk eden bir kimyasalın yayılımını tetiklemiş ve şebekedeki tüpleri yumuşatmış. Bu durum, organizmanın tamamında besine doğru yapılan göçün yönünü değiştiriyor.
Çalışmanın baş yazarı Mirna Kramar şöyle söylüyor: “Bu kademeli yumuşama, önceki besin kaynaklarına ait damgaların devreye girdiği ve bilginin depolanıp geri çağrıldığı yer” diyor. “Geçmişteki beslenme olayları, özellikle şebekedeki kalın ve ince tüplerin sıralanma biçimiyle olmak üzere tüp çaplarına hiyerarşik biçimde yerleştirilmiş.”
“Yumuşatma kimyasalı nakledilirken, şebekedeki kalın tüpler trafik ağlarındaki otobanlar gibi davranıyor ve organizmanın tamamı boyunca hızlı aktarım yapılmasını sağlıyor” diye ekliyor Mirna Kramar. “Bu nedenle şebeke yapısına damgalanan önceki karşılaşmalar, göçün gelecekteki yönüne ilişkin verilecek kararlarda önem kazanıyor.”
Evrensel ilkelere dayanan tasarım
“Bu canlı şebekenin basitliği göz önüne alındığında, Physarum‘un anı oluşturma kabiliyeti şaşırtıcı görünüyor. Canlının bu kadar basit bir mekanizmaya bel bağlaması ve bu mekanizmayı böylesine ince bir biçimde kontrol etmesi dikkate değer” diyor Karen Alim.
“Sonuçlar, bu antik organizmanın davranışını anlama bulmacasında önemli bir parçayı temsil ediyor ve ayrıca, davranışın altında yatan evrensel ilkelere de işaret ediyor” diye sonlandırıyor Karen Alim.
Kaynak: Münih Teknik Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
