Tiedeuutiset

Homesienen kasvusta mallia teknisten järjestelmien suunnitteluun

: Tiedeuutiset

21.01.2010, klo 23.00

Ameban sukuinen limahomesieni kasvattaa haaroja optimaalisesti kohti ruokaa, osoittaa Japanissa ja Englannissa tehty tutkimus. Kasvu on ns. itseorganisoituva, koska yksisoluisella limahomeella ei ole keskushermostoa. Kasvutavalle kehitettiin yksinkertainen matemaattinen malli, jota voidaan hyödyntää teknillisten järjestelmien kuten matkapuhelinverkkojen ja tietokoneverkkojen rakentamisessa.

Tutkittu limahome, Physarum polycephalum, on yksisoluinen mutta monitumainen amebojen sukua oleva alkueliö. Se elää luonnossa kosteissa, viileissä ja varjoisissa paikoissa kuten mätänevien lehtien ja puunrunkojen alla. Se on keltainen ja paljain silmin näkyvä eliö joka pystyy myös liikkumaan. Liike on enimmillään useita senttejä tunnissa.

Limahomeen tuma jakautuu mutta uudet tumat jäävät saman solun sisään. Se käyttää ravintonaan muiden sienten itiöitä ja bakteereita mutta syö vaikka kaurahiutaleita, jos sellaisia on tarjolla. Se ympäröi ruuaksi valitun kohteen ja erittää sen hajottamiseksi entsyymeitä. Hometta on helppo kasvattaa laboratoriossa ja se on paljon käytetty mallieliö esimerkiksi alkeellisten olioiden liikkumista tutkittaessa.

Se tunnistaa jollain tavoin ruuaksi tarjotut kaurahiutaleet ja lähtee kasvattamaan niitä kohti ulokkeita saadakseen sen sisäänsä. Vuosi sitten julkaistussa tutkimuksessa osoitettiin että homesieni löytää lyhimmän tien sokkelon läpi ruuan luokse. Nyt samat japanilaistutkijat, yhdessä brittikollegojensa kanssa sijoittivat kaurahiutaleita kostealle alustalle kohtiin, jotka vastasivat Tokion esikaupunkeja kartalla.

Homesieni lähti tavoittelemaan ruokaa kasvattamalla valejalkoja eli ulokkeita. Tulos oli tehokas ja taloudellinen, optimaalinen ja muistutti muodoltaan Tokion metroverkkoa, joka on rakennettu yhdistämään samat asutuskeskukset.

Ulokkeiden rakentamiselle kehitettiin matemaattinen malli. Vaikka homesienellä ei ole aivoja, se on miljoonien vuosien aikana pystynyt kehittämään tehokkaan toimintatavan ruuan hankkimiseksi. Kehitetyllä mallilla voidaan parantaa tehokkuutta ja pienentää kustannuksia erilaisissa teknisissä järjestelmissä, tutkijat arvelevat.

(YLE tiede, Science)