Orme lærer at optimere fouragering ved at ændre deres sociale signaler

Indledning:

Dyr står over for udfordringen med at finde mad til at overleve i usikre og dynamiske miljøer. Mens nogle dyr kan stole på medfødt adfærd, har andre kapaciteten til at optimere deres fourageringsstrategier gennem læring og tilpasning. I denne undersøgelse undersøgte vi evnen hos en fascinerende modelorganisme, ormen Caenorhabditis elegans, til at lære og forbedre sin fødesøgningsadfærd baseret på sociale signaler fra dens jævnaldrende.

Materialer og metoder:

Vi udførte eksperimenter ved hjælp af kontrollerede laboratoriemiljøer med individuelle orme og sæt af genetisk mærkede kohorter. Ved hjælp af mikrofluidiske enheder skabte vi scenarier, hvor orme stødte på to forskellige bakterielle madplastre, hver med forskellige kvaliteter (næringsværdi, tæthed). Ved at analysere ormens bevægelses- og fodringsadfærd målte vi deres fourageringspræferencer.

Eksperimentelt design:

Eksperimentet bestod af to grupper:en "erfaren" gruppe og en "naiv" gruppe. I den erfarne gruppe fik orme lov til at interagere og lære af et sæt mærkede "lærere". Lærerne havde tidligere erfaring med fouragering i det samme miljø, og deres adfærd blev registreret og analyseret for at identificere deres fourageringsstrategier. I modsætning hertil bestod den naive gruppe af orme, der ikke havde nogen tidligere erfaring eller social interaktion.

Læring og adaptiv adfærd:

Vi fandt ud af, at orme i den erfarne gruppe udviste signifikant bedre fourageringsydelse sammenlignet med den naive gruppe. Ved at analysere deres bevægelsesmønstre observerede vi, at erfarne orme var mere effektive til at skifte mellem madplaster, når de stod over for skiftende miljøforhold. De havde en tendens til at blive længere på madplasteret af højere kvalitet og skiftede hurtigere, når plasterets ernæringsmæssige værdi faldt.

Social indflydelse:

Yderligere undersøgelser viste, at de erfarne ormes forbedrede fourageringsadfærd var direkte påvirket af sociale signaler fra lærerne. Når de blev præsenteret for tvetydige miljøer, hvor begge madplastre virkede lige attraktive, havde erfarne orme en tendens til at efterligne lærernes valg af fødesøgning. Dette tyder på, at orme kan lære og vedtage succesrige fourageringsstrategier fra deres jævnaldrende, hvilket øger deres chancer for at overleve.

Mekanismer og evolutionær betydning:

Vores undersøgelse afslørede de sofistikerede sociale indlæringsevner hos C. elegans, en organisme, der tidligere er blevet anerkendt for sine simple neurale kredsløb. Ormenes bemærkelsesværdige evne til at ændre deres fødesøgningsadfærd som reaktion på sociale signaler giver et indblik i udviklingen af ​​læring og tilpasning i komplekse naturlige miljøer. Forståelse af mekanismerne bag denne sociale læringsadfærd kan give værdifuld indsigt i selv de simpleste organismers kognitive evner og adaptive karakter.

Konklusion:

Vores resultater viser, at orme kan lære af deres jævnaldrende for at optimere deres fødesøgningsadfærd. Ved at justere deres svar baseret på sociale signaler er orme bedre rustet til at navigere i uforudsigelige miljøer, hvilket kan give fordele i form af fitness og overlevelse. Denne forskning bidrager til vores forståelse af social adfærd og intelligens hos orme, og udvider horisonten for vores viden om læring og tilpasning i den naturlige verden.