根据今天发表在eLife上的一份报告，研究人员已经展示了蠕虫如何通过改变对环境中信息素的反应来学习优化它们的觅食活动。
这些发现是动物行为领域的一项重要进展，为如何整合感官线索以促进觅食和导航提供了新的见解。
觅食是动物最关键但最具挑战性的活动之一，食物通常分布不均，其他动物试图寻找和消耗相同的资源。
一个重要的考虑因素是在继续寻找另一个食物补丁之前停留并利用食物补丁多长时间。离开会带来探索新领域的成本，而留在原地则意味着在资源枯竭的地区觅食。那么动物怎么知道什么时候离开呢?
自然栖息地通常充满化学线索，例如来自其他个体的信息素，人们认为信息素有助于动物确定寻找食物的方向。这意味着他们需要知道信息素是指向丰富的食物资源还是已经被开发的食物资源。为了获得这些知识，他们需要从经验中学习。
第一作者、麻省理工学院博士后助理玛蒂娜·达尔·贝洛 (Martina Dal Bello) 解释说：“已经表明，大黄蜂从它们最近的进食经历中获得的信息素的正面或负面关联中学习，但其他动物是否也是这种情况尚不清楚。”美国剑桥技术学院 (MIT)。“我们想研究秀丽隐杆线虫的觅食行为，因为我们知道它们可以使用信息素评估食物斑块内的种群密度，并且当蠕虫决定转移到新的食物资源时，信息素和食物供应控制。”
该团队首先进行了一项测试，以评估蠕虫的贴片离开行为。蠕虫以一小块细菌为食大约五个小时，距离两个点的距离相等：一个是信息素的混合物，另一个是非信息素对照。蠕虫在非常不同的时间离开原始补丁;那些早离开的人更有可能去到信息素点，而那些晚离开的人则避开信息素。
接下来，他们想测试这些行为是否提供了任何生存益处，因此他们开发了一个数学模型来计算蠕虫在斑驳环境中改变对信息素的偏好的益处。在模型中，一个已经被占用的食物块中的蠕虫有三种选择：留在它们的食物块中，切换到另一个被占用的食物块，或者分散到一个未被占用的块中。该模型表明，最大化蠕虫吃掉的食物的策略与他们在之前的实验中观察到的一致。一小部分蠕虫在开始时转换，在食物块耗尽之前离开食物块，并跟随信息素到达另一个被占用的块。然后，一旦食物块耗尽，所有蠕虫都会分散寻找其他食物来源。
那么蠕虫是如何知道改变它们对信息素的偏好的呢?为了找到答案，研究人员将蠕虫饲养在四组条件下：一组有食物和信息素;另一组有食物和信息素。一种有信息素但没有食物的;一种有食物但没有信息素;一种没有任何食物或信息素。然后他们监测了蠕虫对混合信息素的反应。正如预期的那样，在有食物和信息素的环境中呆过一段时间的蠕虫会向信息素混合物移动，而如果它们习惯了有信息素但没有食物的环境，它们就会避开它。与大黄蜂一样，蠕虫根据它们最近在觅食方面的积极或消极经验，学会更喜欢信息素。
“我们的研究解释了为什么蠕虫倾向于在不同时间留下食物斑块，”资深作者、麻省理工学院物理学教授杰夫戈尔解释说。“当食物充足时，那些早早离开的蠕虫会接触到信息素，并且与这些线索有积极的联系，这导致他们再次寻找它们。相比之下，当食物稀少时较晚离开的蠕虫将信息素与饥饿联系起来，并避免当它们离开补丁时，信息素。总而言之，这些结果表明蠕虫学会适应环境中的感官线索，以优化觅食过程中的食物摄入量。”
