『生物学家』单细胞生物竟具备“高智商”行为！搁置百年的生物学大发现被证实生物学家

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曾经，单细胞生命独霸地球。
在大约 30 亿年的时间长河里，一代代单细胞生物只在彼此之间进食、生长和繁殖，在地球上的每个生态位上形成复杂而动态的生态系统。直到大约 6 亿年前，一些单细胞生物才跨越了多细胞生物的界限。
在今天，单细胞生物是原始和简单的代名词。然而，一项最新研究表明，这些单细胞生物的能力可能远远超出它们的远亲人类的想象。
哈佛医学院的系统生物学家通过重复一个多世纪前进行的一项实验，现在拿出了令人信服的证据，证明至少一种名为 Stentor roeselii 的单细胞生物，具有复杂多样的行为策略。
研究人员表示，反复暴露在相同的刺激下，机体实际上可以就如何应对 “改变主意” ，这表明它们有能力做出相对复杂的决策过程。研究结果在线发表在 12 月 5 日的《当代生物学》(Current Biology) 上。
图 | S. roeselii 在收缩（来源：Bill Porter/Harvard Medical School）
“我们的发现表明，单个细胞比我们通常认为的要复杂得多， ”本次研究作者、哈佛大学布拉瓦特尼克研究所 (Blavatnik Institute at HMS) 系统生物学副教授 Jeremy Gunawardena 说，而这种复杂性在进化上是有道理的。
“像 S. roeselii 这样的生物在多细胞生物出现之前，就是食物链顶端的食肉动物，它们在许多不同的水生环境中分布极为广泛。它们必须聪明地弄清楚应该避免什么，在哪里吃，以及生物体为了生存必须做的所有其他事情。我认为很明显，他们可以用复杂的方法来做到这一点。 ”Gunawardena 说。
时隔一个世纪的实验
100 多年前，一位名叫 Herbert Spencer Jennings 的美国著名动物学家描述了一种名叫Stentor roeseli 的单细胞淡水原生生物复杂多样的回避行为。但是后来相关的实验未能重现他所看到的景象，他的说法便遭到质疑并被搁置一边。
10 年前，在英国生物学家 Dennis Bray 的一次演讲中， Herbert Spencer Jennings 在 1906 年发表的著作《低等生物的行为》中有一个特别的实验引起了 Gunawardena 的注意。
Jennings 当时正在研究广泛分布的淡水原生生物 S. roeselii 。这些单细胞生物以其相对较大的体积和独特的喇叭状身体而著称。在这种生物的表面和喇叭 “钟” 上布满了被称为纤毛的毛发状突起，能够用来游动，并在周围的液体中产生漩涡，把食物扫进它们的“嘴里” 。在它们身体的另一端，它们藏匿着一个抓握器，这个抓握器把它们与周围固定在一起，使它们在进食时保持静止。
图 | S. roeselii（来源：Current Biology）
Jennings 用显微镜、移液管和稳定的抓手仔细记录了 S. roeselii 在接触环境刺激物（一些粉末）时的行为。 Jennings 观察到一系列有序的行为，通常情况下， S. roeselii 会反复弯曲身体以避免粉末，如果刺激持续，它会逆转纤毛的运动，用嘴巴将这些粉末驱逐。如果这个方法也失败了，它就会收缩，迅速地把自己拉紧，像一些无脊椎动物缩回壳里一样。最后，如果之前所有的努力都失败了， S. roeselii 就会挣脱束缚，快速游走。
这些行为构成了一个有序的策略，单细胞生物根据优先级不断改变应对方式。这一观察结果表明，这种单核细胞生物，具有一些已知的最复杂的行为。
这个实验引起了广泛的兴趣，但随后的重复试验，尤其是 1967 年发表的一项研究，都没有成功。这也导致 Jennings 的发现在很大程度上遭到现代科学的质疑和遗忘。