Winzige, hirnlose Blobs könnten Entscheidungen treffen: Ein einzelliger Organismus kann nach neuen Erkenntnissen "seine Meinung ändern", um nicht in die Nähe einer reizenden Substanz zu gelangen.
Vor über einem Jahrhundert führte der amerikanische Zoologe Herbert Spencer Jennings ein Experiment an einem relativ großen, trompetenförmigen, einzelligen Organismus namens Stentor roeselii. Als Jennings ein reizendes Karminpulver um die Organismen herum freisetzte, stellte er fest, dass sie in einem vorhersehbaren Muster reagierten, schrieb er in seinen Ergebnissen, die er 1906 in einem Text namens "Verhalten der niederen Organismen" veröffentlichte.
Um das Pulver zu vermeiden, würde der Organismus zuerst versuchen, seinen Körper um das Pulver zu biegen. Wenn das nicht funktionieren würde, würde der Blob die Bewegung seiner Zilien umkehren - haarartige Vorsprünge, die ihm helfen, sich zu bewegen und zu füttern -, um die umgebenden Partikel wegzuschieben. Wenn das immer noch nicht funktionierte, würde sich der Organismus um seinen Befestigungspunkt auf einer Oberfläche zusammenziehen, um sich zu ernähren. Und schließlich, wenn alles andere fehlschlug, würde es sich von der Oberfläche lösen und wegschwimmen.
In den folgenden Jahrzehnten konnten andere Experimente diese Ergebnisse jedoch nicht wiederholen, so dass sie diskreditiert wurden. Vor kurzem hat eine Gruppe von Forschern der Harvard University beschlossen, das alte Experiment als Nebenprojekt neu zu erstellen. "Es war ein völlig ungewöhnliches Skunkworks-Projekt", sagte der leitende Autor Jeremy Gunawardena, ein Systembiologe in Harvard, in einer Erklärung. "Es war niemandes Tagesjob."
Nach langer Suche fanden die Forscher in England einen Lieferanten, der gesammelt hatte S. roeselii Proben aus einem Golfplatzteich und ließen sie zu Gunawardenas Labor bringen. Das Team verwendete ein Mikroskop, um das Verhalten der Organismen zu beobachten und aufzuzeichnen, als die Wissenschaftler einen Reizstoff in der Nähe freisetzten.
Zuerst versuchten sie, karminrotes Pulver freizusetzen. Die Organismen des 21. Jahrhunderts waren nicht so irritiert wie ihre Vorfahren. "Carmine ist ein Naturprodukt des Cochineal-Käfers, daher hat sich seine Zusammensetzung möglicherweise seit dem Tag geändert", schrieben die Forscher in der Studie. Also versuchten sie es mit einem anderen Reizmittel: mikroskopisch kleinen Plastikperlen.
Sicher genug, die S. roeselii begann die Perlen zu meiden und benutzte das Verhalten, das Jennings beschrieb. Zuerst schienen die Verhaltensweisen nicht in einer bestimmten Reihenfolge zu sein. Zum Beispiel würden sich einige Organismen zuerst biegen und dann zusammenziehen, während andere sich nur zusammenziehen würden. Als die Wissenschaftler eine statistische Analyse durchführten, stellten sie fest, dass es im Durchschnitt tatsächlich eine ähnliche Reihenfolge wie beim Entscheidungsprozess der Organismen gab: Die einzelligen Blobs entschieden sich fast immer dafür, die Richtung ihrer Zilien vor ihnen zu biegen und zu ändern zusammengezogen oder losgelöst und weggeschwommen, laut Aussage.
Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass, wenn der Organismus das Stadium der Kontraktion oder Ablösung erreichen musste, die gleiche Wahrscheinlichkeit bestand, dass er ein Verhalten dem anderen vorziehen würde.
"Sie machen zuerst die einfachen Dinge, aber wenn Sie weiter stimulieren, 'entscheiden' sie sich, etwas anderes auszuprobieren", sagte Gunawardena. ""S. roeselii hat kein Gehirn, aber es scheint einen Mechanismus zu geben, der es ihm tatsächlich ermöglicht, seine Meinung zu ändern, sobald es sich anfühlt, als ob die Irritation zu lange gedauert hat. "
Die Ergebnisse können dazu beitragen, die Krebsforschung zu informieren und sogar die Art und Weise zu verändern, wie wir über unsere eigenen Zellen denken. Anstatt nur von unseren Genen "programmiert" zu werden, "existieren Zellen in einem sehr komplexen Ökosystem, und sie sprechen und verhandeln in gewisser Weise miteinander, reagieren auf Signale und treffen Entscheidungen", sagte Gunawardena. Einzellige Organismen, deren Vorfahren einst die Antike beherrschten, könnten "viel raffinierter sein, als wir ihnen allgemein zuschreiben", sagte er.
Die Ergebnisse wurden am 5. Dezember in der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht.
