Il Physarum polycephalum, spesso definito come melma policefala, è un protista (mixomiceto) melmoso unicellulare appartenente al clade Amoebozoa (phylum Mycetozoa, classe Myxogastria), che prospera in ambienti ombreggiati, freschi e umidi, come le foglie in decomposizione e i tronchi.
Le muffe melmose sono tra gli organismi più strani del mondo. A lungo scambiati per funghi, ora sono classificati come un tipo di ameba. In quanto organismi unicellulari, non hanno né neuroni né cervello. Eppure, per circa un decennio, gli scienziati hanno discusso se le muffe melmose (note anche come funghi mucillaginosi o muffe mucillaginose) avessero la capacità di conoscere i loro ambienti e adeguare il loro comportamento di conseguenza.
Esiste un collettivo dove liberamente vengono scambiate esperienze tra molti ambiti non solo accademici ma anche artistici: The Slime Mould CollectiveAlcuni di noi sono cresciuti guardando la melma verde che veniva scaricata sulle teste dei concorrenti del game show. E di recente c’è stata anche una piccola rinascita della melma, con interi canali YouTube e account Instagram dedicati a insegnare alle persone come creare le proprie macchie appiccicose e appiccicose a casa con chimica e pochi semplici ingredienti. Il microcosmo, invece, è arrivato ai suoi esperimenti molto prima di noi, regalandoci stampi di melma: una melma che non solo vive, ma impara. una melma che fonde i microbi per creare un essere vivente che cresce in qualcosa che possiamo osservare con i nostri occhi. Potresti aver già visto muffe di melma, i loro corpi a volte carichi di spore mentre crescono sulle piante e sul legno in decomposizione. Sembrano un po’ come funghi ed è per questo motivo che inizialmente classificati così. Solo che una delle caratteristiche distintive dei funghi è la loro incapacità di assorbire e digerire internamente il cibo. Le muffe di melma, tuttavia, ne sono ampiamente capaci. Fanno sempre la fagocitosi. Dove vediamo la materia in decomposizione, le muffe di melma rilevano una cornucopia di microbi. Inoltre, i funghi non si muovono e le muffe di melma, a loro modo inquietante, lo fanno. Ora sappiamo che le muffe melmose sono eucarioti e sono costituite da organismi ameboidi. Ma non si adattano perfettamente a nessuna delle nostre definizioni di pianta, animale o fungo, lasciandoli nel più ambiguo regno dei Protisti e raggruppati sotto l’etichetta Mycetozoa. Tuttavia, quell’etichetta è un raggruppamento polifiletico il che vuol dire che gli organismi che abbiamo raggruppato insieme come muffe di melma non sono necessariamente tutti correlati tra loro. Hanno appena trovato la loro strada, nel corso dell’evoluzione, in un insieme di somiglianze che è allo stesso tempo conveniente e fuorviante nei nostri tentativi di classificare il mondo naturale. Esistono tre tipi principali di muffe di melma. Ci sono i Protostelidi, che sono i meno studiati. Poi ci sono i Dictyostelidi, noti anche come muffe di melma cellulare, e poi ci sono i Mixomiceti, noti anche come muffe di melma “vere” o “plasmodiali”. Gli scienziati adorano studiare le muffe melmose, in particolare Dictyostelidi e Mixomiceti, per ragioni di cui parleremo presto. In effetti, le muffe di melma che ti mostreremo oggi provengono da un laboratorio, anche se siamo a caccia per vedere se riusciamo a raccogliere qualcosa di nostro nei nostri viaggi di campionamento. Questa specie è Physarum polycephalum, un esempio ben studiato di Mixomiceti, che lo rende una muffa melmosa plasmodica. Lo alimentiamo con farina d’avena e fiocchi d’orzo, tenendolo al buio perché non ama particolarmente la luce. Stiamo osservando il nostro Physarum qui su piastre di Petri perché è difficile trasferirlo su vetrini. Questo, a sua volta, limita il nostro ingrandimento, quindi non saremo in grado di vedere i loro corpi così profondamente come potremmo essere in grado di fare con altri organismi. Ma sono notevoli da osservare come entità, con i loro rami tentacolari e in rete. Ora, inoltre, non abbiamo campioni degli altri tipi di muffe melmose in questo momento, quindi concentreremo la nostra discussione principalmente sul Physarum e sulle muffe melmose plasmodiali. Ma le muffe di melma sia cellulari che plasmodiali compaiono spesso nelle notizie perché gli scienziati le hanno osservate fare cose molto impressionanti, ma iniziamo spiegando rapidamente le differenze qui. Le muffe di melma cellulare, i dictyostelidi, sono costituite da organismi che probabilmente trascorreranno la maggior parte della loro vita come amebe singolari. Ma se le condizioni intorno a loro diventano desolanti, queste amebe si uniscono per creare una cosa multicellulare chiamata “lumaca” che coordina le varie cellule in modo che possano spostarsi tutte in un buon punto e poi trasformarsi in un corpo fruttifero che rilascia spore. Questo è incredibile, vero? Sono cellule singole e quindi ricevono un segnale che dovrebbero unirsi per formare un organismo e spore per creare la prossima generazione. Ma mentre le muffe di melma cellulare sono costituite da molte cellule, le vere muffe di melma come il Physarum polycephalum sono in realtà costituite da una sola cellula. Sì, tutta quella stranezza ramificata, è tutta una cellula.
La vita di questo Physarum iniziò con gli sporangi, un corpo globulare nero formato da un altro Physarum. Gli sporangi contengono spore che si diffondono e alla fine germinano in un’ameba o in un flagellato. In questa fase unicellulare della loro vita, come ci si potrebbe aspettare, il Physarum ha un solo nucleo. Ma poi l’ameba trova un’altra ameba con cui accoppiarsi. E se hai sentito parlare di una muffa melmosa che ha diverse centinaia di sessi, è qui che entra in gioco. Ciascuna delle piccole cellule prodotte dalle spore ha due copie di tre geni sessuali e ciascuno di questi geni sessuali ha le proprie varianti in tutte le specie. Tenendo conto del numero di diverse combinazioni possibili di quelle varianti del gene sessuale, si finisce con un organismo il cui sesso è solo uno di centinaia, il che aumenta il numero di possibili partner di accoppiamento per ogni singola ameba di physarum. Quando trovano la loro compagna, i due diventano una cosa sola, letteralmente. Si fondono insieme fino al loro nucleo. E dopo questo punto, il nuovo organismo non si divide più. Cresce. Il plasmodio formato dalle cellule Physarum unite si espande, a volte fino a due piedi di diametro se le condizioni sono davvero buone. Ma i nuclei all’interno continueranno a dividersi e dividersi e dividersi, il loro conteggio finirà a milioni. I physarum hanno actina e miosina, o proteine muscolari, le stesse che abbiamo noi, che agiscono come parte di una rete per contrarre e rilassare il citoplasma, creando quel flusso che vedi muoversi attraverso il corpo dell’organismo. Questo processo muove la muffa melmosa, che può raggiungere una velocità di circa 4 centimetri/ora, e aiuta anche a distribuire i nutrienti attorno a quel corpo sempre più grande e sempre più gigantesco.
Ed ecco il punto: qualunque cosa queste amebe si siano unite per creare, è molto, molto intelligente. Elencare i talenti del physarum che sono stati portati alla luce dagli scienziati è sufficiente per ispirare un senso di inadeguatezza. Possono imparare a gestire gli stimoli scomodi e trasmettere le loro conoscenze ad altri Physarum fondendosi con loro. Possono anche risolvere labirinti e fare buone scelte nutrizionali, cosa che, tipo, io non posso. In uno dei più noti esperimenti di Physarum, gli scienziati hanno posizionato i fiocchi di avena su una piastra di agar. Questi fiocchi sono stati distribuiti secondo uno schema simile alla disposizione delle città intorno a Tokyo. E poi hanno guardato come un Physarum che partiva dall’equivalente centrale di Tokyo alla fine si è trasformato in un percorso che somigliava, incredibilmente da vicino, al sistema ferroviario di Tokyo. La caccia al cibo ottimizzata del Physarum assomigliava all’efficienza che gli ingegneri umani cercano quando trasportano le persone nelle città. Se sei cresciuto guardando i cartoni animati del sabato mattina o anche i loro adattamenti di successo, hai visto molti robot che si assemblano in una specie di megarobot. I corpi sono di metallo e sono pieni di circuiti, che trasformano i poteri fantastici e individuali di quei robot in una cosa più grande che calpesta e colpisce. La natura, come inevitabilmente sembra, è arrivata per prima, battendo anche la nostra immaginazione, e con un tocco tanto più leggero del nostro, eppure così incredibile. Invece di immaginari telai meccanici, sono i corpi organici dell’ameba che si assemblano per creare una cosa vivente e di apprendimento più grande. I contorni sono lisci, i movimenti fluiscono. La muffa melmosa non ha bisogno di calpestare o dare pugni, si diffonde e consuma e fruttifica, espandendo il microcosmo nel suo stesso corpo mentre rivendica un diritto nel nostro mondo.
Tornando a Physarum polycephalum, può essere visto senza l’uso del microscopio. È un organismo in genere di colore giallo, che si nutre di spore fungine, batteri e altri microbi. P. polycephalum è un microbo molto semplice da far crescere in coltura, è stato infatti utilizzato come organismo modello per molti studi che coinvolgono il movimento ameboide e la motilità delle cellule.
La maggior parte degli organismi riceve il DNA mitocondriale dalla madre, ma in Physarum polycephalum non si sa da dove provenga, in quanto, al momento non è possibile distinguere tra maschio e femmina.
Il movimento di questo mixomiceta è chiamato flusso di spola. Questo particolare tipo di locomozione è caratterizzato dal ritmico andirivieni del flusso del protoplasma; l’intervallo di tempo è di circa 2 minuti. Le forze di flusso variano per ogni tipo di microplasmodio.
La forza nei microplasmodi ameboidi è generata dalla contrazione e dal rilassamento di uno strato membranoso probabilmente costituito da actina. Lo strato di filamenti crea un gradiente di pressione, oltre il quale il protoplasma fluisce entro i limiti della periferia cellulare.
La forza dietro il flusso nei microplasmodi a forma di manubrio è generata da variazioni di volume sia nella periferia della cellula che nel sistema di invaginazione della membrana cellulare. [Fonte]
Per Audrey Dussutour, biologa del francese Centre national de la recherche scientifique (CNRS) e a capo del centro di ricerca sulla cognizione animale dell’Università Paul Sabatier di Tolosa, in Francia, il dibattito è concluso. Il suo gruppo non solo ha insegnato alle muffe melmose a ignorare le sostanze nocive che normalmente eviterebbero, ma ha dimostrato che questi organismi potevano ricordare questo comportamento dopo un anno di quiescenza forzata e fisiologicamente dirompente. Ma i risultati dimostrano che le muffe melmose – e forse una vasta gamma di altri organismi privi di cervello – possono esibire una forma primitiva di cognizione? [Fonte ]
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