神奇宝贝“臭臭泥”

秦琴

多头绒泡菌的野外家园

多头绒泡菌放大图

1997年上映的日本动画片《神奇宝贝》风靡全球，现在仍大受欢迎。动画片的世界与现实相似又有些不同，里面有各种各样叫做神奇宝贝的生物，它们以真实的生物为原型，但长得更加有特色且有奇特的超能力。其中有一种叫做臭臭泥的神奇宝贝，长得像一滩软趴趴的烂泥，平时蠕动前行，发动超能力攻击人类时就会聚集成形，变成一个有眼有口还有手的“蘑菇”，喷出一团团泥巴。

最近，我们可以在现实中看到一群群真实的“臭臭泥”了，它们就在巴黎动物园等着与人们打招呼呢。

似动物非动物的“臭臭泥”

巴黎动物园的“新房客”学名是多头绒泡菌，它是一种单细胞生物，生物学家们把它归类为原生动物，但是其实到现在为止，生物学家们都还搞不明白它到底是动物还是真菌，因为它实在是太奇怪了！

多头绒泡菌走迷宫

多头绒泡菌的生活习性像菇类真菌，都喜欢生长在腐烂的木头或潮湿的树叶背面，以细菌、霉菌、菌菇和落叶等为食。但是它不是蘑菇，它一生可以分成两个时期，分别是生长期和繁殖期，在这两个时期它的形态和行为完全不一样。

生长期的多头绒泡菌行为像动物，是一团湿润的无细胞壁的原生质团，就像一块橙色的果冻，能灵活运动，主动摄食。而且当周围食物短缺时，它们还会发出信号召唤周围的同伴聚拢在一起，变身为一个大型“臭臭泥”，再通过协作寻找，将周围的食物一网打尽。

虽然多头绒泡菌没有专门分化的运动器官，但是它们每小时能向前滑行1厘米。它们还会用化学物质标记走过的线路，以此提示后来者不要再走不合适的路，就像我们所立的“此路不通”的标牌，后来的多头绒泡菌就会避开这条路。一个大型的“臭臭泥”由成千上万个多头绒泡菌组成，它们各自往四面八方运动，同时去寻找食物，一天内能探测几十平米的地方。?

到了繁殖期，它们就变了一个样。一群多头绒泡菌结合在一起，会长成一个个不能动的“蘑菇”，部分多头绒泡菌变成“菌丝”状的营养结构，另一部分变成“子实体”的繁殖结构。在子实体里，多头绒泡菌会两两结合，产生后代孢子。慢慢地，整个“蘑菇”会逐渐变干变黑，最后，无数不同性别的孢子就会挤裂干燥的孢子囊壁，从中喷涌而出。

虽然多头绒泡菌会就近交配，但是它们不会出现畸形的风险，因为它们有上百种性别。比如我们以多头绒泡菌的三个线粒体基因matA、matB和matC来决定它们的性别，三个基因一模一样的个体，我们就认为它们是同种性别。但是这三个基因每个都有多达16种变异，再加上变异的基因数目不同，最终导致它们总共有约720种性别。除了同性之外，每一个多头绒泡菌可以与其他任何一种性别的个体交配繁殖，这样就能保持基因的多样性，不用担心近亲繁殖了。

迷宫找路谁与争锋

虽然多头绒泡菌单个个头很小，但团结起来寻找食物时却有猛虎扑食、誓不罢休的气势，它们找食物的方法快速又高效，生物学家很快想到了它们的妙用——探路。

2000年，日本的生物学家中垣俊之最先开始让多头绒泡菌走迷宫。他们将多头绒泡菌培养在迷宫的中心位置，在迷宫的起点和终点处放上它们喜爱的食物——燕麦，以此来勾引它们开始走迷宫。多头绒泡菌不负所望，它们很快找到了迷宫两端的食物，而且它们还给我们带来了意外惊喜，这个迷宫中共有4条长短不一的路通往两端的食物，所有的多头绒泡菌最后都选择了最短的一条。

用多头绒泡菌做城市道路规划

实验结果出来后，引起了更多人的兴趣，这样简单的生物还会选择最短、效率最高的路线吗，它们是怎么做到的呢？

2010年，中垣俊之让多头绒泡菌制作了一份东京铁路的“设计稿”。研究员制作了一个东京市形状的大盘子，将多头绒泡菌饲养在里面。用一块最大的燕麦块代表东京站的位置，35块小燕麦代表东京铁路经过的35个车站，放在对应的位置。他们还给多头绒泡菌设计了“路障”，因为它们不喜欢光照，研究员在代表真实城市的山川和河流的位置放置了小灯泡，告诉它們要避开这些地方。

起初，多头绒泡菌向四面八方前进，缓慢探索新领地。十几个小时后，它们搞清楚了食物的所有位置，开始优化路线，例如燕麦之间的直线道路更加“拥堵”，而一些弯路越来越“人烟稀少”。大约用了26个小时，一个与东京铁路网高度相似的设计稿就完成了。而且这份“设计稿”非常灵活多变，如果研究员“甲方”不满意，只要改变燕麦片的位置或者增减数量，多头绒泡菌们也能在一天内重新“设计”一份新的路线图。

多头绒泡菌在迷你“东京市”里能很快找到最合适的路，如果范围扩大到全球呢，它们会怎样扩张？英国西英格兰大学的安迪·亚达马斯基教授做了实验。

安迪用琼脂做了一个小地球，并且仿照地球地形将表层琼脂切割成海洋、大洲和湖泊，营造一个高低不同的地表。接着将燕麦片撒在如首尔、东京和伦敦等人口最密集的城市所处的位置，将多头绒泡菌安置在北京所在的位置。

多头绒泡菌花了一周多的时间占领了所有的“城市”。它们从北京出发，首先覆盖了首尔和东京，此后，它又逐渐向香港“殖民”，同时分出一个分支延伸到印度尼西亚和澳大利亚区域，主干线则稳定地从越南河内向英国伦敦推进。多头绒泡菌再一次做出了与人类相同的选择，它们的整段“殖民”路径与丝绸之路及部分亚洲高速公路有高度的重合。

这下大家终于相信多头绒泡菌确实能找路了，它们找到的路与我们重复勘测、反复设计的路几乎一致，省力又高效。在找路的过程中，多头绒泡菌会不断留下标记路线“能否通行”的化学物质，这样找到最高效的新路后，后来者会通过识别“前人”留下的标识而自发选择这条最合适的路。

欢迎入住模拟城市

多头绒泡菌具有这样高效的扩张能力，如果它再拥有强大的生存能力，会不会最终占领全球呢？好在它的生存能力并不强，它厌恶光照，不能生存在干燥的地方，因此它只能龟缩在阴暗处，不过如果我们给它们建造一个模拟城市，也许会有大用处。

2014年，非洲爆发了埃博拉疫情。随着病人的增加和感染范围的扩大，美国民众感到更加恐慌，于是美国国防部要求工程师建立模型，预测疫情的发展趋势。工程师花了7个多月的时间建立了一个数学模型，这个模型使用了大量数据并参考了人们的行为模式，包括人口数量、感染率、医疗保健系统、人口分布、经济和社会交往趋势、旅行行为，甚至葬礼仪式等文化行为。它预测说，如果不加以控制，埃博拉病毒将会感染140万人。医生和科研人员设计了许多阻断传播的措施，它也可以预测这些措施的有效率。据此人们选择了模型推荐的最优措施，即隔离病人和掩埋尸体。最后，感染人数控制在了3万人左右。

这种利用大数据建立模型来预测各种情况的方式已经被广泛应用。可是，花费7个多月的时间设计的模型，仅能用于一次疫情的预测，这个效率是不是太低了呢？我们能不能建造一个更好的模型，比如居住着多头绒泡菌的模拟城市？

那么怎样模拟呢？其实方法跟前文的实验很类似，在多头绒泡菌生存的培养皿中，对应现实生活中合适的避难所的地方放置燕麦片，用灯光模拟途中的艰险，再以培养基的地势高低和干湿程度变化去模拟现实环境的地势和经济条件等各项因素。最后利用多头绒泡菌讨厌食盐的习性，在它们的聚居地撒上代表病毒的食盐，观察它们的逃离路线和目的地。这样，根据多头绒泡菌遇到盐粒时的逃离路线，科学家就可以猜测某地发生疫情时，人们可能的逃避路线和下一个疫情爆发地。依此，我们可以更好地控制受灾群众的迁移区域，防止病毒进一步扩散。

同样的模拟思路还可以用于交通事故的疏导，通过模拟事故发生地的周边环境，再观察多头绒泡菌绕开盐粒的路线，将能为我们规划替代的交通线路和分流堵塞车辆提供新思路。

比起美國国防部预测埃博拉疫情的数字模型，多头绒泡菌的模拟城市不仅搭建的时间短、成本低，只要改变各类条件的位置，它还能重复利用。而除了不能得到受灾人数等具体数据外，多头绒泡菌的避灾路线与我们并没有多大区别，我们据此采取的措施，也能取得奇效。

如果你也曾经羡慕《神奇宝贝》的主人公小智拥有许多神奇的生物，那么你也去大自然中找找各种神奇的生物吧，也许你的第一只“神奇宝贝”会是能预测未来的多头绒泡菌？