單細胞原生生物對威脅的反應異常複雜，並有決策能力
圖示：一種被稱為原生生物的單細胞生物，附著在浮遊藻類上時，利用其毛狀纖毛進食。新的研究表明，當被接受外界刺激時，它能夠做出複雜的迴避行為。
被單細胞化並不一定會讓一個生物過上簡單的生活。一項長期被忽視的、長達一個世紀的實驗表明，所謂的原始生物可以進行令人驚訝的複雜方式活動。
研究人員發現一個小號形狀的原生生物，可以躲閃，閃開或者逃跑。為了應對刺激，當一個策略失敗時改變它的行為。這項研究表明，單細胞能夠根據經驗「改變他們的想法」，而不是被預先DNA編程為主的以某種方式做出反應。這個迷人的實驗提醒我們，原始生物可以做複雜的事情。
1906年，當動物學家詹寧斯描述最複雜的行為時曾經報導過單細胞生物行為。這種毫米長的淡水原生生物大部分時間都生活在漂浮的藻類上，利用身體上的毛狀纖毛將食物掃進嘴裡。
詹寧斯搞亂了用移液管輸送的化學試劑流幹擾它們。他記錄了複雜的迴避策略層級，而不是簡單的反射行為。首先，原生生物會彎下腰來躲避這個刺激，如果失敗了，它會用纖毛將水從嘴裡「吐出」來擊退刺激物。當詹寧斯進行持續實驗的時候，它會收縮全身收縮。它的最後一步是通過從它的基底上脫離並漂走來逃脫。
當時，生物學家認為單細胞只能有基本的行為，例如接近或遠離某種刺激。因此，詹寧斯的工作沒有獲得了很多關注。當複製它的實驗嘗試失敗了，最終他的觀察結論被駁回了。
有了合適的物種，研究保山開始複製這個百年前的實驗。他們沒有使用化學物質，而是在每次細胞看起來處於靜止狀態並記錄它們的行為。
在超過57個實驗中，研究人員觀察到詹寧斯首先描述的每一種行為，但是注意到比最初的實驗有更多的可變性。一些細胞重複相同的步驟或者完全跳過一些步驟。
規避動作
單細胞生物被刺激時會表現出一系列的迴避行為，正如這幅基於動物學家詹寧斯1906年報告的觀察結果的圖畫所顯示的那樣。單細胞生物從靜止的位置開始，纖毛將水和食物掃向它的嘴，單細胞生物可以彎曲遠離刺激物，反轉纖毛的方向，將刺激物「吐出」、收縮或分離並漂浮。
起初研究人員感到困惑，但是當他們分析所有的行為實驗中，出現了一種等級制度。通常，一個被刺激的單細胞會先彎下腰，或者試圖吐出糞便。然後，它要麼收縮，要麼分離，但研究人員從未見過不先收縮就分離的細胞。
這些結果在某種意義上，它可以改變對刺激物的反應，證明了一個細胞能夠做出極其複雜的決策，在決策一次後，有50-50%的機會單細胞會再次收縮或分離。這是一個類似於擲硬幣的決策過程。這種不可預測性對單細胞來說，在腳趾上保持捕食是一個優勢。
這個實驗為理解這些特殊細胞如何做出決定的一個很好的開端，現在應該使用軟體來表示某些行為狀態，而不是依靠研究者的主觀評估，可以加強未來的研究。單個細胞不是通過基因編程來對某種刺激做出一致反應，而是可以通過「機器」來編程，讓細胞根據上下文自主決定自己的行為。