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黏菌有建高效运输网络能力 可在规划设计中发挥

http://www.kexue.com 2010-01-23 11:35:45 新华网  发表评论

  新华网东京1月23日电(记者刘赞)日本研究人员最近发现,一种单细胞生物——黏菌具有建立高效运输网络的能力。他们希望在将来的城际铁路网络、通信网络等基础设施的规划设计中发挥黏菌的这种能力。

  黏菌是介于动、植物之间的一种微生物,形态各异,具有向食物聚集的特性,如果食物处于分散状态,黏菌就会在食物之间形成管道,通过管道输送养分。

  来自北海道大学和广岛大学等机构的研究人员在一个A4纸大小、与日本关东地区形状相同的容器内培养黏菌。黏菌和最大块的食物被放在容器内模拟东京中心的位置,而其他小块食物则被分散放置在容器内模拟关东地区36个主要车站的位置上。

  研究人员发现,黏菌首先在周围迅速形成细密网络,随着网络向四周扩散,网络从出发中心向外逐渐由细密变清晰,一至两天后,在容器内整个“关东地区”便呈现出清晰的“铁路网”。

  虽然黏菌每次形成的网络并不相同,但研究人员发现这些网络有着共同的特点:经常用的管道会越来越发达,而不用的管道会逐渐消失;最终网络的总长度达到尽可能短;确保在某处中断时有其他路径可以绕行。

  研究人员还利用黏菌不喜光的特性,用光照射模拟一些在实际铁道施工困难的地方,结果黏菌都形成了最为经济的网络。实验中还出现过与现实的关东地区铁路网基本相同的网络。

  研究人员分析认为,黏菌网络在总长度、运输效率、应对事故能力等方面,都可与实际的铁路网相匹敌甚至做得更优秀。研究人员希望,在需要考虑成本和风险等复杂因素的城际铁路网络、通信网络等基础设施的规划设计中,黏菌的这种网络建设能力能发挥作用。

  上述研究成果已发表在22日出版的美国《科学》杂志上。

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