Conseguir alimento, evitar el peligro o protegerse de depredadores son actividades cruciales relacionadas con la capacidad de almacenar y recuperar información. Esta capacidad representa una ventaja en la toma de decisiones a lo largo de la vida de cualquier organismo. Por su parte, el concepto de la memoria se asocia comúnmente con organismos que poseen un sistema nervioso. Sin embargo, un hongo mucilaginoso recientemente demostró que esto no necesariamente es así.
En los humanos, la memoria es la capacidad de adquirir, almacenar y recuperar información. Sin ella no podríamos percibir, aprender o pensar. Es uno de los procesos mentales a los que más recurrimos y a los que mayor esfuerzo exigimos. Pero la memoria no es una entidad unitaria y homogénea: no existe un lugar concreto en el cerebro en donde se almacenan los recuerdos. En realidad, consta de varios sistemas que nos permiten adquirir, retener y recuperar la información que nos llega del entorno.
Los seres humanos construimos y renovamos nuestra representación del mundo mediante tres procesos cognitivos fundamentales: la percepción, el aprendizaje y la memoria. La percepción es el primer acercamiento o conocimiento de algo por medio de las impresiones que nos proporcionan los sentidos. El aprendizaje consiste en adquirir conocimientos sobre el mundo a través de la experiencia, y la memoria representa la retención y evocación de esos conocimientos. Para que esto suceda, generalmente ocurren tres etapas.
1. La codificación: los estímulos del entorno se transforman en una representación mental.
2. El almacenamiento: consiste en retener la información procesada a partir de los estímulos externos.
3. La recuperación: es la forma en la que las personas acceden a la información que almacenan en su memoria. Puede ser una recuperación espontánea, cuando los recuerdos surgen de forma casual, o una recuperación voluntaria.
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En nuestro caso, es indispensable que nuestros sentidos sean capaces de percibir los sonidos, olores, imágenes y texturas de lo que nos rodea: es a partir del registro de esas sensaciones que se guarda y procesa la información en nuestro cerebro, ya sea en la memoria a corto o largo plazo. Por eso se pensaba que el conjunto de estos procesos y la presencia de un sistema nervioso eran necesarios para que pudiera desarrollarse una memoria. Sin embargo, investigaciones realizadas por Mirna Kramar y Karen Alim, del Instituto Max-Planck de Dinámica y Autoorganización y de la Universidad Técnica de Munich, han revelado que para el hongo mucilaginoso Physarum polycephalum la ausencia de un sistema nervioso no parece ser un impedimento para poseer una memoria funcional.
Antes de llegar a su memoria, hablemos sobre qué son estos hongos. Los hongos mucilaginosos son conocidos también como hongos ameboides, aunque en realidad no son hongos: son protozoarios o protistas. Viven en cualquier parte en la que haya materia vegetal en descomposición y se alimentan de otros microorganismos como bacterias, levaduras y esporas de hongos. La razón por la que no son considerados contundentemente como hongos es porque a lo largo de su vida pueden presentar características tanto de protistas como de hongos; comienzan siendo una ameba para luego volverse un plasmodio celular y, finalmente, desarrollan estructuras que forman esporas —comenzando el ciclo de nuevo.
Hay varios tipos de hongos mucilaginosos, pero Physarum polycephalum se encuentra dentro de los inusuales Myxomycetes. Estos organismos asemejan una célula gigante con más de un millón de núcleos que se están dividiendo sincrónicamente. Por eso no es nada raro que P. polycephalum sea prácticamente inclasificable.
Estos seres ya habían llamado la atención de diferentes grupos de investigación alrededor del mundo. En 2019, un individuo de P. polycephalum fue exhibido en el zoológico de París. El apodo que recibió fue Blob, sacado de una película estadunidense de ciencia ficción “The Blob” (1958), en la que una forma de vida alienígena consume todo a su paso en una pequeña localidad. Su capacidad de resolver problemas, de adaptar su comportamiento a diferentes circunstancias y de poder entrar en un estado de latencia que lo vuelve algo parecido a lo inmortal, han hecho que este individuo exhibido en París sea toda una celebridad.
Como los hongos no poseen ningún tipo de sistema nervioso, la codificación de su memoria generalmente ocurre mediante procesos metabólicos o vías de expresión de genes. Para otros organismos, codificar la información mediante estas vías —sobre todo la de expresión génica— les toma como mínimo media hora o hasta un día entero, lo que implica un proceso muy lento de toma de decisiones. Sin embargo, a P. polycephalum sólo le toma de diez a veinte minutos.
Esta rapidez contribuye a su capacidad para tomar decisiones que le permiten resolver problemas; este moho puede reorganizar rápidamente su cuerpo tubular para alimentarse de una dieta óptima entre múltiples fuentes de nutrientes. También puede encontrar el camino más corto entre esos nutrientes en un laberinto y consigue conectar fuentes de alimento con una red de transporte optimizada. Esto hizo que las científicas intuyeran que había otro proceso involucrado en la memoria de P. polycephalum: la estructuración de su cuerpo.
Las decisiones de P. polycephalum ocurren por la migración o cambios en la morfología de la red que lo compone; en particular, por la jerarquía que existe en los diferentes diámetros de los tubos, debido a que la distribución del tamaño de los tubos controla el flujo de nutrientes y señales químicas dentro de la red.
Para conocer cómo es que funciona este proceso de memoria, Kramar y Alim colocaron nutrientes cerca del hongo en diferentes momentos y lugares. Fotografiaron durante varias horas su comportamiento y observaron que el estímulo de nutrientes cambiaba el tamaño de los diámetros de los tubos de la red, ya que es necesario reorganizar el grosor de sus elementos para redirigir su movimiento de un punto a otro. Al parecer, esta nueva organización queda impresa en su estructura debido a la presencia de algún agente químico (hasta el momento aún desconocido) que ablanda los tubos que forman al hongo.
Parece ser que para P. polycephalum el tamaño sí importa: en aquellos tubos con un diámetro más grande, el flujo de este agente químico ablandador es mayor, lo que facilita su desplazamiento a través de su cuerpo y le permite reorganizarse más rápido para alcanzar la fuente de nutrientes adecuada. La clave de por qué la jerarquía en la organización del tamaño de los tubos representa la existencia de una memoria que impacta en el comportamiento de este hongo es, precisamente, el flujo de químicos dentro de estos tubos.
El flujo es el medio que P. polycephalum utiliza para moverse; parece que, de manera muy ingeniosa, mejora su movimiento hacia una fuente de nutrientes haciendo crecer específicamente los tubos con los que puede alcanzar más rápido el sitio del estímulo mediante el flujo del agente ablandador. Para un hongo mucilaginoso, tener tubos gruesos como recuerdos ubicados cerca de estímulos anteriores le permite distribuir mejor el transporte de químicos en su interior; así, reorganiza más rápido su cuerpo para moverse en menor tiempo.
Algo similar ocurre para identificar sustancias desagradables. P. polycephalum es capaz de recordar una sustancia ofensiva y, al mismo tiempo, trasladar ese recuerdo a otros hongos. Esto sucede una vez que el moho absorbe dicha sustancia y la identifica por completo. Ya se había observado que estos organismos intercambiaban información fusionando sus redes, por lo que el equipo de investigación del Centro Nacional para la Investigación Científica de Francia y de la Universidad de Toulouse —dirigido por Paul Sabatier— diseñó el siguiente experimento que permitió llegar a esa conclusión.
A una colonia de estos hongos la acostumbraron durante seis días a estar en un ambiente salado, al mismo tiempo, mantuvieron a otra colonia de P. polycephalum alejada de la sal. Después de este periodo, juntaron ambas colonias y observaron que la que no estuvo en contacto con el ambiente salado se comportaba de la misma forma que la colonia que sí estuvo en presencia de la sal. Y la cosa no paró ahí. También identificaron que, incluso después de un mes de haber estado en contacto o de entrar en estado de latencia, los hongos de la colonia aislada de la sal mantenían el mismo comportamiento de los que sí estuvieron en presencia de esta sustancia.
Para asegurarse de que esto fuera un comportamiento adquirido y no una reacción natural innata, transcurridos los seis días de estar en presencia de sal fueron colocados en un ambiente neutral. En tan sólo dos horas ya habían excretado la sal y no recordaban que era una sustancia desagradable, por lo que se comportaron exactamente igual que antes de vivir en un ambiente salado.
Si bien los recuerdos de este extraordinario organismo no aparecen como alguna imagen de un pasado distante o reciente, el hecho de poder recordar las diferentes conformaciones de tamaño de su red y de comunicar la información a otros implica la presencia de una memoria funcional. La existencia de este hongo mucilaginoso con memoria posiblemente cambiará la percepción que muchas personas tienen de la naturaleza. Los seres humanos no somos los únicos capaces de resolver problemas mediante el aprendizaje y tampoco es necesario tener un sistema nervioso para poder recordar. P. polycephalum ha demostrado que la inteligencia puede estar en los organismos menos esperados y que los humanos todavía tenemos mucho por aprender de la naturaleza —que siempre encuentra maneras asombrosas de resolver situaciones complejas.
Víctor Alí Mancilla Gaytán
Pasante de biología en la UNAM y entusiasta de los datos curiosos