تصور کنید در یک هزارتو (maze) به دام افتادهاید و به دنبال پیدا کردن راه خروج هستید. چه تکنیکی به کار میبرید. شاید کمی سنگ یا هر علامت دیگری پیدا کرده و هر مسیری که رفتید، مقداری از آن را میریزید تا حداقل بدانید که این مسیر را قبلا آمدهاید و دوباره آن را تکرار نکنید. به این شکل شما میتوانید تمام مسیرهای ممکن را امتحان کنید و در نهایت از هزارتو خارج شوید.
آزمایشات زیادی روی حیواناتی مانند موشها صورت گرفته است و آنها نیز توانایی بالایی در پیدا کردن راه فرار از هزارتو را نشان داده اند. در فیلم علمی-تخیلی The Maze Runner (2014) نیز تعدادی انسان در این آزمایش قرار میگیرند. با این تفاوت که دیوارههای هزارتو در حال نزدیک شدن به یکدیگر است و اگر فرد در پیدا کردن راه فرار دیر بجنبد، در بین دیوارهها له خواهد شد. البته این افراد خودشان نیز نمیدانند که این یک آزمایش است.
اما آیا برای پیدا کردن مسیر درست در یک هزارتو، حتما نیازی به فکر کردن وجود دارد؟
در کمال تعجب پاسخ خیر است.
دانشمندان دریافتهاند که حتی میکروارگانیسمهای تک سلولی نیز قادرند در یک هزارتو، مسیر درست را پیدا کنند. یک تک سلولی اصلا مغزی ندارد که بخواهد فکر کند یا حتی چشمی ندارد که با آن مسیر را نگاه کند. این موجودات مسیر درست را با استفاده از سیگنالهای شیمیایی پیدا میکنند. نام این فرآیند، کموتاکسی یا Chemotaxis است.
آن میکروارگانیسم چه یک باکتری باشد یا یک سلول بدن انسان باشد، به سمت مواد شیمیایی که در محیط قرار دارد، جذب میشود و به سمت آن حرکت میکند. درست مانند یک سگ که بو میکشد و غذای خودش را پیدا میکند.
اما این فرآیند به این سادگی نیست. یک باکتری نمیتواند راه های زیادی را امتحان کند، چرا که زمان و فاصله برای او مسالهی مرگ و زندگیست. او اگر یک مسیر اشتباه را طی کند و به غذا نرسد، در این مسیر از گرسنگی میمیرد. پس باکتری چارهای ندارد که بهترین مسیر را انتخاب کند که زودتر به غذا برسد.
اما این مساله برای میکروارگانیسمها کار دشواری نیست. چرا که آنها برای حرکت در محیطهای مختلف مثلا خاک یا داخل بدن، بایستی مسالههای هزارتوی مختلفی را حل کنند تا با موفقیت به غذای خود دست پیدا کنند. حرکت در این محیطها به همان اندازه دشوار است که حل کردن یک هزارتو دشوار است. اما در طبیعت یک باکتری تنها حرکت نمیکند، بلکه آنها به صورت گروهی حرکت میکنند. در این حالت، آنهایی که جلوتر رفتهاند به آنهایی که عقبتر هستند سیگنالهایی را ارسال میکنند و البته اگر غذا آنجا نباشد، خودشان میمیرند.
میکروارگانیسمها این صورت مسیر درست و مسیر غلط را به همراهان خود نشان میدهند. دانشمندان برای اثبات این موضوع، سلولها را به گونهای تغییر دادند تا این ارتباط بین سلولها قطع شود. در این حالت، سلولهایی که حالا ارتباطشان با یکدیگر قطع شده بود، در هزارتو گم شدند و مردند.
ویدئوی واقعی از حل هزارتوهای مختلف به وسیلهی میکروارگانیسمها
– اَبا اِباد