豢養寵物已經逐漸成為不少年輕人生活的重要組成部分，繼養「臭水」「紙盒狗」「芒果核」之後，不少人又養起了黏菌。與電影《猛毒》中黑色的外星生命不同，這是一種滑溜溜的黃色黏液。

黃色的黏菌在找食物（資料來源：文獻2）

黏菌是地球上最奇特的生命形式之一。它既不是植物，也不是動物，雖然名字裡帶了一個“菌”，但更不是真菌細菌，而是屬於原生生物界的一類。

原生生物（Protozoa 或Protista）是指一類主要由單細胞組成的真核生物，它們不像動植物那樣歸入典型的多細胞分類群，但具有獨立的生命活動能力。原生生物廣泛分佈於水環境、土壤、以及動植物體內或表面，是多樣性極高的生物類群。

黏菌作為原生生物的一種，通常生活在濕潤的環境中，如腐爛的木材、土壤表面或樹葉上。它們不具備植物的光合作用能力，也不像典型的動物那樣具有複雜的組織結構，但在生態系統中發揮重要作用，尤其是在分解有機物質方面。

黏菌到底有多好玩呢，竟會成為年輕人的新寵呢？

沒有大腦和眼睛卻能自己找食物

所謂“給吃貨食物，他就能創造奇蹟”，實際上關於黏菌的許多研究正是基於這個思路。最新研究發現，多頭絨泡菌（又稱多頭黏菌）會利用身體感知周圍環境，然後再「決定」要去哪裡。這是這種單細胞生物最近帶給我們的最新驚喜。

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黏菌會去食物較多的地方（資料來源：文獻2）

研究人員將黏菌樣本放在培養皿中，培養基為普通瓊脂膠。培養皿的一側放置一個小玻璃片，另一側則放置三個並排的玻璃片。玻璃片上都有黏菌的食物。培養皿被放置在一個黑暗的房間中，這是黏菌偏好的光線環境。在最初的12 小時裡，黏菌向四周均勻生長。然而，到24 小時時，70%的樣本向三個並排的玻璃片生長，而不是單一玻璃片。

進一步的實驗揭示了更多有趣的現象。當三個玻璃片堆疊在一起而非並排放置時，黏菌的偏好消失了，向兩邊生長的幾率幾乎相同。這表明並非玻璃片的質量導致黏菌選擇三個並排的玻璃片。

透過電腦模型，研究人員發現原因在於瓊脂膠的變形。當玻璃片並排放置時，它們對瓊脂膠的變形方式與堆疊放置時不同，類似於多個重量並排放在蹦床上比堆疊重量產生不同的壓力模式。研究團隊確定，黏菌是朝著這種變形模式移動的。

沒有大腦卻能走出迷宮

黏菌的迷宮解謎實驗，也是利用了上述的思路，這是一項由日本北海道大學的科學家中垣俊之及其團隊於2000 年進行的著名研究。黏菌是一種沒有神經系統的單細胞生物，研究人員的實驗卻展示了黏菌在複雜環境中尋找食物的能力，他們實驗設計了一個複雜的迷宮，其中出口放置了燕麥片作為食物，黏菌起始時被放置在迷宮的一個入口處。

在實驗過程中，黏菌經由偽足的移動，在迷宮中蔓延，逐漸覆蓋各個通道。在探索的過程中，它會感知環境中的變化，並調整其擴展方向。當它找到食物時，細胞質流動會逐漸集中在最短的路徑上，而其餘的偽足會逐漸收縮和消失。實驗結果表明，黏菌能夠有效率地找到從入口到食物的最短路徑。

黏菌在迷宮中尋找食物的最短路徑（資料來源：文獻3）

這種行為令人驚訝，因為黏菌沒有神經系統或大腦，卻表現出了類似分散式運算的能力。科學家認為，這與黏菌的細胞質流動和化學感知機制有關，透過不斷試探和回饋，它能夠在複雜的環境中找到最優解。這項研究為生物學家和電腦科學家提供了啟發，特別是在自然啟發的演算法設計和分散式智慧系統的研究中。

黏菌可以優化複雜交通路線

在隨後的實驗中，科學家進一步研究了黏菌在其他複雜問題中的表現，例如模擬城市交通網絡的最佳化問題。

黏菌模擬東京地鐵網路的最佳化實驗是2010 年進行的一項創新研究。實驗的目的是利用黏菌的網路建構能力，探索其在優化複雜交通系統的潛力。研究人員選擇了東京及其周邊區域的城市作為模型，這一地區交通網絡高度複雜，但必須確保高效和穩健。為了模擬這個環境，科學家在類似東京地圖的瓊脂培養基上放置了燕麥片，模擬東京各大城市的交通樞紐，並觀察黏菌如何在這些點之間建立連結。

實驗中，黏菌被放置在中心點（模擬東京的核心樞紐），並開始在培養基上生長，逐步擴展其偽足，連接各個「城市」（燕麥片）。隨著時間的推移，黏菌的網路逐漸變得優化：它消除了冗餘的通道，同時保持了連接的穩定性和高效性。黏菌最終形成的網絡在某些方面與實際的東京地鐵系統驚人地相似。黏菌的網路佈局不僅有效率地連接了所有樞紐，還表現出了很強的穩健性，即使某些路徑被破壞，它也能迅速透過其他通道進行調整。

模擬都市交通的黏菌網絡（資料來源：文獻6）

這項研究結果表明，儘管黏菌沒有大腦或中央控制系統，但它能夠透過簡單的物理和化學反應來優化網路。這種分散式智慧系統的表現，為城市規劃和交通網路設計提供了重要啟發。黏菌的網路不僅表現出較強的適應性，還能夠在資源有限的情況下找到最短路徑，這與實際工程中的許多最佳化問題有相似之處。研究人員認為，黏菌的這種行為可以用來設計更有效率、更永續的交通系統，尤其是需要考慮到冗餘性和災難復原能力的系統。

黏菌有記憶和學習能力嗎？

2016 年，法國國家科學研究中心的研究團隊在奧黛麗·杜蘇圖爾（Audrey Dussutour）的帶領下，發現黏菌能夠透過習慣化學習來適應環境變化。

習慣化是指生物在多次暴露於某種無害刺激後，逐漸減少對刺激的反應。在實驗中，研究人員用含有苦味的化學物質（如奎寧或咖啡因）阻擋黏菌的運動路徑，儘管這些物質對黏菌無害，但它們會最初避開這些區域。

在實驗初期，黏菌遇到這些化學物質時表現出迴避行為，選擇繞過這些區域尋找食物。然而，隨著時間推移，研究人員觀察到黏菌逐漸「習慣」了這些化學物質，越來越傾向於直接穿過這些區域。

兩組黏菌在跨越含有奎寧的瓊脂橋和不含奎寧的瓊脂橋時的行為反應。圖中的黏菌分別為對照組（C）和實驗組（EXP）（資料來源：文獻7）

实验表明，黏菌经过 4-6 次接触后，会显著减少对这些无害化学物质的回避反应。这种行为显示出黏菌具备某种简单形式的学习能力，即能够记住环境中的无害刺激，并调整自身行为以提高效率。

更令人驚訝的是，黏菌的這種習慣化學習行為可以持續幾天，甚至在休眠狀態下被「保存」。當黏菌被重新活化時，它能夠繼續表現出對這些化學物質的熟悉和適應性行為。這種持久性記憶使得科學家進一步思考黏菌的記憶機制，即使它沒有大腦或神經系統，仍能透過分子和細胞反應來記住和適應環境變化。

對於沒有大腦或神經系統的生物來說，這真是太不可思議了！黏菌的學習機制顯示了自然界中簡單生物體如何透過環境適應性來解決複雜問題。

玩黏菌有沒有風險？

黏菌本身對人體並沒有危害，作為一種常見實驗生物，它們既無毒性，也不會引發疾病，對人類和寵物而言可以說是安全的。

然而，養粘菌的過程中需要保持環境適度濕潤；而在這種濕潤情況下，一旦環境衛生條件不佳，就很容易滋生黴菌並產生大量孢子，進而對人體健康造成威脅。在通風不良的情況下，這些與黏菌伴生的黴菌孢子有可能隨著呼吸進入我們的氣管和肺部，引發呼吸道問題、過敏反應和其他健康風險。

所以，養黏菌的時候，一定要定期檢查培養環境，保持清潔、通風，盡量避免黴菌過度生長。

最後，如果你也在玩黏菌，也請把你的玩法分享出來，大家一起交流！

參考文獻

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企劃製作

作者丨Denovo團隊，邵文亞博士福建醫科大學公共衛生學院預防醫學系

審核丨李旭中國科學技術大學副教授

策劃丨丁崝

責編丨丁崝

審校丨徐來、林林