给阿米巴虫“扇巴掌”

2010年1月《新知客》专栏。

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在一些搞笑电影里经常会看到类似这样的情景:主人公甲在主人公乙面前左右扇巴掌,乙不得不左右摇头闪避。反复几次之后,甲停止了,但乙的头还是摇晃不止。类似的情景还有站在乒乓球桌旁观赛的观众,球已经出界了,头还在左右摇晃,等等。这不算是什么高级的幽默,最多算是滑稽。我很纳闷最初是谁先想出这点子的。因为,在实际生活中我们根本没见过这样的情况。就算真的有某种惯性,那也最多持续个一下半下就反应过来了。就算是动物,也没有观察到这样的情况。我曾经这样耍过猫,但是猫甚至比人还警觉,每个眼光都根据即时情景而反应,没有任何“惯性”。

非常低等的生物中才能观察到类假“扇巴掌”的“惯性”行为,例如阿米巴虫。研究者在让阿米巴虫在湿热环境下在一条凝胶槽蠕动,阿米巴虫喜欢这种环境,于是活动较快。然后,研究者交替地在干冷和湿热环境之间周期变化,阿米巴虫在干冷环境下,移动速度会减慢,在湿热环境下又会恢复。奇怪的是,当研究者停止环境变化,持续恢复到湿热环境之后,阿米巴虫的行速还是会相同的节律下减慢速度,好像“预见”到了下一个干冷环境的来临一样。这几乎可以说是在单细胞动物中观察到了“记忆”现象,尽管这种“记忆”现象对于高等动物来说滑稽可笑。

到底阿米巴虫是不是真的“记住”了以前发生的事情呢?显然不可能。因此,研究者认为,是阿米巴虫细胞内部的生化反应体系具有惯性节律的性质,由外界触发后,能运行一段时间;但如果没有新的刺激,就会缓慢衰退。这种化学振荡反应是人类早已发明了的,例如BZ酸碱振振荡反应。但是在阿米巴虫身上发现类似现象还属首次,而且这种性质可以简单地模拟“记忆”,也给了我们新的启示。

Saigusa, T., & Kuramoto, Y. (2008). Amoebae Anticipate Periodic Events Physical Review Letters, 100 (1) DOI: 10.1103/PhysRevLett.100.018101