El ingenioso moho mucilaginoso que puede aprender, recordar y tomar decisiones sin la necesidad de un cerebro

Hace dieciséis años, un organismo unicelular sin cerebro nos dejó boquiabiertos a los humanos, y sigue fascinando y sorprendiendo a los investigadores hasta el día de hoy.

Los científicos sabían que algunos mohos mucilaginosos de la especie Physarum polycephalum consisten de una célula gigante y pulsante que cambia de forma constantemente mientras se mueve y se ramifica para acceder a alimentos y evitar cosas desagradables como la sal o la luz. Pero fue necesario un experimento realizado en 2010 por el biólogo japonés Toshiyuki Nakagaki, de la Universidad de Hokkaido, para revelar la profundidad de su sofisticación. Cuando Nakagaki colocó los copos de avena que le gustan al Physarum en un patrón que imitaba las ciudades que rodean Tokio, las ramificaciones del moho mucilaginoso reprodujeron casi exactamente las eficientes conexiones de transporte entre ellas que los humanos habían tardado años en desarrollar.

Para Karen Alim, una física teórica que en ese momento comenzaba un proyecto posdoctoral en la Universidad de Harvard, ese estudio fue una revelación. “Pensé: ‘Vaya, esto es una locura’. Una sola célula que resuelve tareas complejas me atrajo mucho como física”. Quizás, pensó Alim, podría aplicar su formación para dar sentido a esta inteligente criatura con su red de tubos contráctiles y corrientes que pulsan constantemente.

Así que Alim y sus colegas cultivaron Physarum en una sustancia gelatinosa llamada agar y observaron y registraron cuidadosamente su comportamiento bajo el microscopio. Midieron la fuerza y la dirección del flujo de fluido en su red de tubos. Luego simularon lo que habían visto en modelos matemáticos.

¿El resultado? A través de estudios como este, tal y como relata Alim en el Annual Review of Condensed Matter Physics, se ha convencido de que el flujo de fluidos puede ser una forma de transmitir información, y está trabajando para comprender los mecanismos subyacentes. Mientras tanto, otros investigadores continúan descubriendo nuevos e intrigantes comportamientos del Physarum, una criatura que parece capaz de aprender, recordar y tomar decisiones, todo ello sin un cerebro.

El flujo de la memoria

Aunque el Physarum es un organismo unicelular, el gran cuerpo que forma a menudo se puede ver fácilmente a simple vista, ya que crece hasta más de 30 centímetros de diámetro en condiciones favorables. Parece una masa central de la que emana una red de tubos similares a venas: tubos más grandes, y luego tubos más pequeños que se ramifican a partir de ellos. Dentro de esos tubos, el fluido citoplasmático fluye rítmicamente de un lado a otro, suministrando a todas las partes de la célula lo que necesitan. En la naturaleza, el moho mucilaginoso se encuentra en lugares húmedos y oscuros, como el suelo de los bosques y los troncos en descomposición.

Muchos de los estudios que revelan las inesperadas habilidades del Physarum giran en torno a su principal preocupación: encontrar alimento. Cada vez que el Physarum encuentra algo comestible, la pared exterior de los tubos cercanos al alimento se ablanda. Como resultado, debido a la presión del fluido en constante movimiento dentro de sus tubos, esa parte del cuerpo se extiende como un abanico. Este abanico se transforma lentamente en una red de tubos aún más pequeños. Bajo el microscopio, esto parece una red deltaica de limo amarillo que alimenta los tubos más grandes del cuerpo del Physarum.

¿Cómo ocurre esto? Alim, que ahora trabaja en la Universidad Técnica de Múnich, en Alemania, descubrió que el encuentro con el alimento provoca un aumento del flujo de líquido local dentro de los tubos. Esto ejerce una mayor fuerza de cizallamiento sobre las paredes de los tubos. Las paredes de esa zona se vuelven más delgadas, lo que permite que los tubos se expandan.