黏菌：虽然神圣的F2还连接着我们，但是我们学会微操了！

黏菌(Slime mold)的诡异在于光是考虑“将它们划分为哪一类生物”，生物学家就头痛了很久。

首先，黏菌是真核生物，并非什么粘液细菌。在它们的一生中，共有两个截然不同的形态。

在生长期或营养期，黏菌为裸露的无细胞壁的原生质团，称为“变形体阶段”。这一阶段的营养结构、运动和摄食模式都与变形虫等原生动物相似。正是因为主动运动摄食是动物才有的特性，所以有的生物学家认为黏怪应该属于原生动物。

不过，与原生动物不同的是，黏菌拥有的“集体意识”是原生动物不能比拟的。当周围食物短缺时，它们就会发出信号召唤周围的黏菌逐渐聚拢在一起。于是无数的黏菌就慢慢合体变成了一个大胖子“史莱姆”，再通过协作运动将周围的食物收入囊中。

然而一到繁殖期，它们又换了一种形态，表现得更像真菌。这一阶段称为“子实体阶段”，黏菌会慢慢长成蘑菇型，并逐渐变硬、变干。最后，无数具有纤维质细胞壁的孢子就会诞生，进行有性繁殖。因此，又有一部分生物学家认为应该将黏菌视为一种真菌。

后来，生物学家只好将这一“四不像”生物，直接归为原生生物界(Protist)，单列黏菌门。分类学也就五个界，所以有人将这样的分类形容为“专门用于我们并不真正了解的一切”。

黏菌作为一种单细胞生物，最奇异的地方还不在分类上，而是它们表现出来的智慧才是让人们难以想象的。

30多年前，生物学家首次将黏菌带进实验室时，就发现其运动方式与众不同。它们不但会走迷宫，有学习能力，甚至还能模拟人造交通网络布局。只需要花几小时，它们就能实现一堆顶级工程师几十年才能完成的事，被喻为“世上最小的道路规划师”。而这一切，竟然是发生在这坨史莱姆没有神经系统、没有大脑的状况下。

黏菌的行为首先得到科学们的关注，是从日本的一个著名的迷宫实验开始的。2000年，Nakagaki等科学家设置了这么一种有趣的玩法:他们将黏菌培养在一个普通迷宫中，在迷宫的起点和终点处，都放了一些燕麦，而燕麦正是黏菌最喜爱的食物。迷宫中共有4条长短不一的路线，都可以连接到这两个食物源。

研究人员在实验中发现，黏菌会伸展自己的细胞质，覆盖住几乎整个迷宫平面，亦即迷魂八卦阵没能阻碍它们原始的“贪吃”本领。只要发现了食物，它们就开始慢慢缩回多余的部分，最后只剩下最短的路径。无论重复多少次实验，黏菌都像商量好了似的，总是毫不犹豫地选出了那条消耗体力最少、又能获得食物的道路。

黏菌还有更强的看家本领。即使你再设计路况复杂无数倍的迷宫，都难不倒它们找出“最优解”。在上述实验的基础上，研究人员在2004年换了一种方式测试黏菌。他们打算在自由的平面上放置多个食物源，想观察这些黏菌是否还能找出觅食的最优路径。

测试结果显示，黏菌能够连接各点形成最佳网络，这个网络几乎就是工程里的最佳化路径。

最佳化路径蕴含复杂的组合优化问题，比如三个点之间取最优路径就会让人纠结好一阵子。那坨史莱姆没有脑没有神经系统，那些麦片摆在ABC三点上，那么它们怎样建立能量消耗最少的捕食麦片路线呢?

这是一个三点连通求距离之和最小的问题。但问题是，如果形成“人”字型路线，只要随便断开一路，就等同于有一块麦片吃不到了。如果把这ABC三点直接连起来，形成一种环形的线路，这样虽然距离是长了点，却不至于失去任何一颗燕麦。

这正是黏菌厉害的地方，它们能综合考虑各方面的情况，所要找寻的不是最短的问题，而是最优的方案。

在2004年，Nakagaki及其团队在实验室中最高用了7个食物源，验证了黏菌的道路规划能力。统计分析表明，黏菌规划的路线几乎满足智能网络的多重要求，是“旅行商问题”或“斯坦纳树问题”所寻求的最佳化路径。

科学家们还异想天开地用黏菌模拟出了整个日本东京地区的铁路网。黏菌只需要几十小时疯狂生长，就能重复顶级设计师们几十年的心血。

研究人员依照东京周边的轮廓打造出一个大盘子，用以限制黏菌的活动范围。根据黏菌的避光特性，用局部光照来模拟周围的海岸线和地形。因为真实的铁路网络，就是会受到山丘、湖泊或地势的阻碍。

将一块最大的燕麦块投放在容器中央，这相当于东京站的位置。其它小块燕麦则被分散地放在容器内，对应东京铁路中的35个车站。接下来，就看黏菌的表现了。

起初，黏菌会尽量铺满平面，不断对新领地加以探索。十几个小时后，黏菌开始优化布局，例如燕麦之间的管道会不断强化，而一些用途不大的路径则会逐渐缩回消失。大约过了26个小时，这些黏菌就形成了一个与东京地区铁路网络高度相似的脉络。这几乎就是东京铁路的翻版，甚至比东京铁路更富有弹性。

此外，黏菌网络还具有高效的自我修复性。只要将其中一个食物源拿掉，整个实务网络将会重新根据之前的“最优化”原则重新排布。

这个实验结果发表在2010年的Scinece期刊上。同年，这一成就也让这个研究团队获得该年度的“搞笑诺贝尔-运输规划奖”。

目前对于无脑无神经的黏菌究竟是怎么完成这智能性网络的，仍然是一个未解之谜，不过废土上的黏菌显然把这个谜题推上了巅峰，这一次学会微操的浪潮会有怎样的表现呢？