一只无聊的阿米巴虫破译了宇宙结构密码!
更新时间: Nov 21, 2020  作者:刘  来源:

第20届“搞笑诺贝尔”颁奖仪式上,日本北海道大学的数学生物学家中垣俊之举起发言稿对观众说:“这是一封来自聪明的多头绒泡菌的信”。然后,他开始绘声绘色地读了起来:

“我是一只无聊的阿米巴虫,常在人类的花园中漫游,希望能与达尔文邂逅。但是,一群强盗科学家把我抓住,放进培养皿,用食物引诱我建造东京地区的交通网。虽然我只是一个没有大脑的单细胞生物,但寻找最短路径是我的强项,看到我的杰作你们一定感到很惊叹吧。”

2010年9月30日,第20届“搞笑诺贝尔奖” 颁奖仪式上,日本北海道大学的数学生物学家中垣俊之 发言。/ wikipedia

/神奇的斑点

中垣俊之在研究中用到的多头绒泡菌,是黏液霉菌大家族中的一个成员。多头绒泡菌一般呈亮黄色,通常生长在森林地面腐烂的原木和枯枝落叶上,有时也出现在草坪上。在野生状态下,它们可能长得很“胖”,长成一个巨大的黄色海绵状球体,直径达数十厘米,也可能很不起眼,仅仅是落叶上一个蛋黄酱似的黄斑;而在实验室的培养皿中,它们会沿着琼脂变成薄薄一层, 并长出像珊瑚一样的漂亮分枝 。

多头绒泡菌一般呈亮黄色,是黏液霉菌大家族中的一个成员,堪称地球上最怪异的生命形式之一,通常生长在森林地面腐烂的原木和枯枝落叶上。

在2010年的研究中,中垣俊之和同事设计了一个特殊的培养盒子,盒子内模拟了日本关东地区的地形。然后,他们将最大块的食物放在盒子里模拟东京的中心位置上,而其他小块食物则被分散放置在盒子里模拟关东地区36个主要车站的位置上。随后,他们又利用多头绒泡菌对光线敏感的特性,用光斑模拟了铁路无法穿越的一些地形障碍,比如湖泊、高山等。

中垣俊之设计的模拟日本关东地区地形的培养盒,将多头绒泡菌放在东京的位置,让它们从中心向外生长。为了高效地觅食,多头绒泡菌开始 有组织地向外扩散,并逐步建立了一个复杂的丝状网络。更为有趣的是,中垣俊之和同事发现,它们形成的复杂网络系统,在功效、 可靠性以及成本上都堪比真实世界的东京铁路网。

最后,中垣俊之和同事将多头绒泡菌放在东京的位置,让它们从中心向外生长。他们看到,为了高效地觅食,多头绒泡菌开始有组织地向外扩散,并逐步建立了一个复杂的丝状网络。更为有趣的是,中垣俊之和同事发现,它们形成的复杂网络系统,在功效、可靠性以及成本上都堪比真实世界的东京铁路网。

多头绒泡菌的不俗表现让它声名鹊起,甚至将魅力发散到了生物学界外的其他专业领域。

2010年3月,受多头绒泡菌解决最短路径问题的启发,英国西英格兰大学的非传统计算机科学家杰夫·琼斯和同事将多头绒泡菌的行为规则制作成了二维模型,开发了一个用于解决经典数学问题——寻找连接多点的最短距离的算法。而柏林艺术家赛吉·詹森则在后来将基于模拟黏液霉菌生长的算法可视化,作为艺术品呈现出来。

(责任编辑:千金棋牌)

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