Введение

Адаптивное поведение микроскопических организмов, включая бактерии и простейшие.
Микробный интеллект (также известный как бактериальный интеллект) – это проявление интеллекта микроорганизмами. Эта концепция охватывает сложное адаптивное поведение отдельных клеток, а также альтруистическое или кооперативное поведение в популяциях как однородных, так и разнородных клеток, опосредованное химической сигнализацией, вызывающей физиологические или поведенческие изменения в клетках и влияющей на структуру колоний. Сложные клетки, такие как простейшие или водоросли, демонстрируют замечательную способность к самоорганизации в меняющихся условиях. Построение раковин амебами демонстрирует сложные навыки различения и манипулирования, которые обычно приписываются только многоклеточным организмам. Даже бактерии способны проявлять более сложное поведение в популяции. Такое поведение наблюдается в популяциях одного вида или в смешанных популяциях. Примерами служат колонии или рои миксобактерий, кворумное зондирование и биопленки. Предполагается, что бактериальная колония в определенной степени имитирует биологическую нейронную сеть. Бактерии способны воспринимать входные сигналы в виде химических веществ, обрабатывать их и затем генерировать выходные химические сигналы для передачи информации другим бактериям в колонии. Исследовательская группа Эшела Бен-Якоба из Тель-Авивского университета изучала коммуникацию и самоорганизацию бактерий в контексте теории сетей, разработав фрактальную модель бактериальной колонии и выявив лингвистические и социальные закономерности в жизненном цикле колонии.

Протисты

Индивидуальные клетки клеточных слизистых плесен координируют свои действия для создания сложных структур или перемещаются как многоклеточные организмы. Одноклеточный цилиат Stentor roeselii проявляет своего рода "иерархию поведения" и может "передумать", если его реакция на раздражитель не устраняет его, что намекает на весьма спекулятивное подобие "когнитивных способностей". Парамеций, в частности P. caudatum, способен выучить связь между интенсивным светом и стимулом, таким как электрический шок в среде его плавания, хотя, по-видимому, он не способен связать темноту с электрическим шоком. Первожирный цилиат Tetrahymena обладает способностью "запоминать" геометрию области, в которой он плавает. Клетки, которые были разделены и помещены в каплю воды, после освобождения вновь начали двигаться по круговым траекториям. Это может быть результатом, главным образом, повышения концентрации внутриклеточного кальция.

Оптимизация бактериальной колонии

Оптимизация бактериальной колонии — это алгоритм, используемый в эволюционных вычислениях. Алгоритм основан на модели жизненного цикла, имитирующей типичные поведенческие особенности бактерий E. coli на протяжении всего их жизненного цикла, включая хемотаксис, коммуникацию, удаление, размножение и миграцию.

Вычислительные системы для слизистой плесени

Логические схемы можно создавать из слизевиков. В экспериментах с распределёнными системами они использовались для аппроксимации графов автомагистралей. Слизевик Physarum polycephalum способен решать задачу коммивояжёра — комбинаторную задачу с экспоненциально возрастающей сложностью — за линейное время.

Экология почв

Микробный интеллект сообщества проявляется в почвенных экосистемах в виде взаимодействующих адаптивных поведенческих реакций и метаболизма. Согласно Феррейре и др., "Микробиота почвы обладает уникальной способностью восстанавливаться после изменений и адаптироваться к текущему состоянию. Эта способность к восстановлению после изменений и адаптации к текущему состоянию посредством альтруистического, кооперативного и совместного поведения рассматривается как ключевая характеристика микробного интеллекта сообщества". Многие бактерии, демонстрирующие сложное поведение или координацию, широко распространены в почве в форме биопленок. Сложное взаимодействие микробов в почве рассматривается как потенциальный резервуар углерода. Биоаугментация предложена как способ повышения "интеллекта" микробных сообществ, то есть добавление геномов автотрофных бактерий, фиксирующих углерод или азот, в их метагеном.