ریاضیات پیچیدهای که در پس جستجوی کرمها برای غذا نهفته است!
مجله علمی ایلیاد - دانشمندان ریاضیات پیچیدهای را در جستجوی نماتودها، برای غذا کشف کردهاند. کرمهای گرد کائنوهابدیتیس الگانس، همانند بیشتر کرمها برای یافتن غذا به حس بویایی خود متکی هستند. اما این کرمها چگونه بوها را تفسیر میکنند و یا رایحهها در مغز آنها چگونه معنا میشود؟ محققین معتقد هستند کرمها و مغزشان نوعی تحلیل گرم و سرد انجام میدهند.
«آلرن زاسلاور» عصبشناس دانشگاه عبرو واقع در اورشلیم، در نشستی خبری گفت: « تصور کنید در خانهای بزرگ و تاریک هستید و بوی کیکی شکلاتی که به تازگی از فر بیرون آمده به مشامتان میخورد. برای پیدا کردن کیک، تنها نفس میکشید تا رد بوی آنرا بگیرید و به سمت آن میروید. کرمها هم چنین مکانیسمی را دنبال میکنند. زمانی که یک سلول عصبی رایحهای را دریافت میکند، مغز کرم به آن فرمان میدهد که شروع به خزیدن کند. با شدید شدن بو کرم هم به حرکت در مسیرش ادامه میدهد. اگر بو قطع شود کرم از حرکت میایستد.»
در جدیدترین مطالعهای که در این زمینه انجام شده است، دانشمندان موفق به درک این مساله شدند که کرمها با چه دقتی میتوانند مسیر جایگزینی را برای خود شکل دهند. تحقیق فوق که در مجلهی Nature منتشر شده است، عملکرد سلول عصبی ثانویه را نشان داد. سلول اولیه، وظیفهی دنبال کردن مسیر رایحه احساس شده را دارد و سلول ثانویه تشخیص مثبت یا منفی بودن شدت رایحه را بر عهده دارد. چنانچه شدت رایحه منفی باشد، به این معنا که با گذشت ضعیفتر شود، سلول ثانویه به کرم فرمان توقف و تغییر مسیر را میدهد.
این دو سلول اولیه و ثانویه در کنار هم فعالیت میکنند تا بتوانند کرم را به سمت رایحه اصلی هدایت کنند. دانشمندان بر روی سلولهای عصبی کرم پروتئین فلورسانتی سوار کردند و از مغز آن در حین جستجو برای غذا، در محیطی آزمایشگاهی عکسبرداری کردند و غذا را از آنها دور نگاه داشتند تا اینکه در مخزنی با محرکهایی که در مکانهای مشخصی قرار داده شده بودند، رهایشان کردند.
کرمها به حرکات محرک پاسخ دادند و دانشمندان سیستمهای ریاضیاتی را برای تشریح مکانیزم جستجوی غذا در کرمها فرمولسازی کردند. زاسلاور میگوید: « این کرمها درس مهمی به ما میدهند. شاید روش آنها به نظر ساده بیاید، اما متکی به آزمون و خطا است که در صدد یافتن راه حل و برطرف ساختن مشکل است و آنرا تبدیل به یک استراتژی محفوظ از شکست میکند.»
وی اضافه کرد: «ما نیاز به سیستم بازیابی داریم که مسیر درست حرکتمان را نظارت کند، حتی اگر مسیر جدید متفاوت از مسیری باشد که در آن گام بر میداشتیم.»
نوشته: بروکس های
ترجمه: مریم رفیعی - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: مریم رفیعی - مجله علمی ایلیاد