HBO’nun kıyamet sonrası temalı dizisi The Last of Us’ta, iklim değişikliğinin tetiklediği bir mantar istilası sonucu insan uygarlığı çöker. Dizinin açılış jeneriği ve yaratık tasarımları, cıvık mantarlar (slime moulds, diğer adıyla sümüksü küfler) olarak bilinen canlı türü Physarum polycephalum’dan ilham alır.
Ancak dizideki “enfekte olmuş” zombiler, mantar kaynaklı bir pandeminin kurbanları olarak tasvir edilse de, cıvık mantarlar aslında mantar sınıfına ait değildir. Aslında cıvık mantarlar, mantarlardan çok daha eski bir geçmişe sahiptir ve evrimsel açıdan onlarla akraba olmaktan bize daha uzaktırlar.
Bilim insanları cıvık mantarları sınıflandırmaya çalıştıkları ilk dönemlerden beri, bu canlılar yanlışlıkla bitkiler, hayvanlar ve özellikle de mantarlar arasında sayılmıştır. Bu karışıklığın nedeni, genellikle mantarlarla aynı ekosistemlerde bulunmaları ve sporlarını yaymak için benzer yapılar üretmeleridir.
Ancak DNA karşılaştırmalarına dayalı moleküler sınıflandırma yöntemleri, cıvık mantarların aslında çok daha farklı bir kökene sahip olduğunu ortaya koymuştur. Yine de, yaşam ağacındaki tam yerleri hâlâ netlik kazanmış değildir.
Yüzeysel olarak mantarları andırsalar da, cıvık mantarların biyolojisinde son derece özgün pek çok özellik vardır. Sarımsı ve yapışkan görünümleri fazla etkileyici olmasa da, cıvık mantarlar bakteri, maya ve hatta bazı mantarlar dahil olmak üzere birçok mikroorganizmayı avlayan etkili birer yırtıcıdır.
Oldukça büyük boyutlara — birkaç metrekareye kadar — ulaşabilmelerine rağmen, her cıvık mantar aslında tek bir hücreden oluşur. Bu hücre, milyonlarca çekirdek ve bizim hücrelerimizde bulunan tüm karmaşık hücresel yapıları içerir.
Cıvık mantarın “bedeni”, damarlar ve tüplerden oluşan bir ağdır ve avını bulmak ve yakalamak için saatte beş santimetreye kadar bir hızla hareket eder. Bu ağın içinde, hücre bileşenlerinden ve yiyecek parçacıklarından oluşan zengin bir sıvı ileri geri akar. Bu akış sayesinde, ağın farklı bölgeleri arasında besin, kimyasal sinyaller ve bilgi iletimi gerçekleşir.
Cıvık Mantarları Nasıl Karar Veriyor?
Cıvık mantarların fizyolojisi ve anatomisi ne kadar yabansıysa, davranışları da bir o kadar etkileyici — hatta belki de rahatsız edici biçimde bize benzerlik gösterir.
Basitçe orman örtüsünde körlemesine hareket eden hücreler değillerdir. Aksine çevrelerinden büyük miktarda bilgi toplar. Sonrasında bilgileri kullanarak yiyecek aramak için nereye hareket edeceklerine akıllıca karar verirler. Bu yönleriyle, The Last of Us dizisindeki “enfekte” yaratıklar gibi, av peşinde tek bir organizma gibi hareket eden canlıları andırırlar.
Şimdiye dek yapılan araştırmalar, cıvık mantarların karbonhidratlar, proteinler, amino asitler, serbest nükleotidler, uçucu organik bileşikler, tuzlar, pH, ışık, nem ve sıcaklık gibi unsurları algılayabildiğini ortaya koymuştur. Hatta yerçekiminin ve manyetik alanların yönünü bile hissedebildikleri görülmüştür.
Bir cıvık mantar, aynı anda birden fazla besin kaynağı bulduğunda, her birini mümkün olduğunca kapsayacak şekilde yayılır. Ancak bunu yaparken bölünüp ayrı bireyler haline gelmez. Bunu başarmanın en verimli yolu, besin kaynaklarını aralarındaki en kısa yoldan birbirine bağlayan tek bir tüp oluşturmaktır.
Cıvık mantarlar, milyonlarca yıl boyunca evrimleşerek adeta birer ağ mühendisine dönüşmüşlerdir. Labirent çözmede uzmandırlar ve bilim insanları, bu canlıların stratejilerinden ilham alarak tren hatları ve telekomünikasyon ağları gibi insan yapımı sistemlerin tasarımı için algoritmalar geliştirmeye başlamıştır.
Cıvık Mantarları Nasıl Problem Çözer?
Cıvık mantarların problem çözme becerileri, sinir sistemi hatta tek bir nöronu bile olmayan bir canlı için şaşırtıcı derecede gelişmiştir. Hareket ettiklerinde gerilerinde mukus benzeri bir iz bırakırlar. Bu iz, daha önce keşfettikleri bölgelerin adeta dışsal bir hafızası işlevi görür. Özellikle labirent gibi karmaşık ortamlarda yön bulmalarına yardımcı olur. Ayrıca kendi izlerini, komşularının izlerini ve farklı türlere ait izleri ayırt edebilirler. İzlerdeki besin sinyalleri, bir bölgede yiyecek bulma ihtimallerini değerlendirmelerini sağlar.
Son derece yaratıcı bir deneyde, araştırmacılar minik yiyecek parçaları kullanarak Tokyo metro sisteminin bir haritasını oluşturdular. Bu yiyecek parçaları, istasyonları temsil ediyordu. Şaşırtıcı biçimde, cıvık mantar kısa sürede tüm noktaları birbirine bağladı. Sonuçta ortaya çıkan desen, gerçek Tokyo metro sistemine oldukça yakındı.
Görünüşe göre, cıvık mantarlar ve mühendisler ulaşım ağlarını kurarken benzer kuralları kullanıyor—ancak cıvık mantar bunu ne bilgisayar, ne harita, ne de bir beyin yardımıyla yapıyor!
Son Olarak
Araştırmalar, cıvık mantarların normalde itici buldukları maddelere (örneğin kinin veya kafein) uzun süre maruz kaldıklarında bu maddelere karşı duyarsızlaştıklarını göstermiştir. Bu temel öğrenme biçimi, “alışma” (habituation) olarak bilinir.
Daha da ilginç olan ise şu. Alışma geliştirmiş bir cıvık mantar, bu maddeye hiç maruz kalmamış başka bir bireyle birleştiğinde, öğrenilen davranış birleşmiş yeni organizmada da gözlenebilir. Bu durum, orman zemininde sürünerek hareket eden bu sümüksü canlıların birbirlerine ne tür bilgiler aktarabildiklerine dair tuhaf ve büyüleyici soruları gündeme getirmektedir.
Kaynaklar ve ileri okumalar
- Thinking without a brain. Studies in brainless slime molds reveal that they. Use physical cues to decide where to grow. Yayınlanma tarihi: 15 Temmuz 2021. Bağlantı: Thinking without a brain. Brainless slime molds reveal that they use physical cues to decide where to grow.
- Yamada, Hiroyasu & Toth, Agota & Nakagaki, Toshiyuki. (2000). Intelligence: Maze-Solving by an Amoeboid Organism. Nature. 407. 470-470. 10.1038/35035159.
- Tero A, Takagi S, Saigusa T, Ito K, Bebber DP, Fricker MD. Yumiki K, Kobayashi R, Nakagaki T. Rules for biologically inspired adaptive network design. Science. 2010 Jan 22;327(5964):439-42. doi: 10.1126/science.1177894. PMID: 20093467.
- Reid CR, Latty T, Dussutour A, Beekman M. Slime mold uses an externalized spatial “memory” to navigate in complex environments. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012 Oct 23;109(43):17490-4. doi: 10.1073/pnas.1215037109. Epub 2012 Oct 8. PMID: 23045640; PMCID: PMC3491460.
- Boisseau RP, Vogel D, Dussutour A. Habituation in non-neural organisms: evidence from slime moulds. Proc Biol Sci. 2016 Apr 27;283(1829):20160446. doi: 10.1098/rspb.2016.0446. PMID: 27122563; PMCID: PMC4855389.
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
