C. elegans spolmasken ser genom att äta, suger i sig stora klunkar av bakterier för att lära sig om sin omgivning. Som forskare tittade på, de märkte ett udda mönster markerat av "utbrott" av att äta.

UChicago -forskare i en ny studie använder en matematisk modell för att förklara sådana äteskur. Resultaten, publicerad 10 augusti in Proceedings of the National Academy of Sciences , bidra till att ge en bredare förståelse för djurens utfodringsbeteende och vetenskapen om beslutsfattande.

"Det är en intressant modell för att förstå de processer som ligger bakom hur djur bestämmer var och när de ska äta, " sa huvudförfattaren Monika Scholz, en Howard Hughes Medical Institute internationell studentforskare med UChicagos program för biofysiska vetenskaper och nu vid Princeton University. "För dessa maskar, allt handlar om balansen mellan hastighet och precision."

Spolmaskar lever i stora kolonier i jorden, som komposthögar, letar efter bakterier att äta. Eftersom de saknar ögon, rundmaskar smakar när de reser, men varje slurk kommer med en kostnad:Bettet kan innehålla läckra bakterier, eller gifter, eller inget, i vilket fall de har spenderat energi utan resultat.

Ät mer för att lära dig mer

Den enkla förutsägelsen skulle säga att maskarna borde äta mycket när mat finns tillgänglig, och sluta när det inte finns mat. Men de senaste framstegen i laboratoriet gjorde det möjligt att samla in data om maskmatning under längre perioder – en timme eller mer snarare än bara en minut eller två – och forskare började märka ett udda utfodringsmönster som inte alltid korrelerade med mängden mat tillgängliga. Särskilt, detta intensifierades när mängden mat fluktuerade snabbt.

När data läggs ut med en modell som matematiskt analyserar beslut, Scholz sa, mönstret är mer vettigt.

"Det vi ser är att det är en bevisuppsamlingsuppgift, " Sa Scholz. "När masken behöver mer information, det fortsätter att ta bett. Men om jag fortsätter att ändra villkoren medan du fortfarande bestämmer dig, informationen är värdelös. Så masken fortsätter att försöka samla fler och fler bevis för att fatta sitt beslut, och du ser detta oberäkneliga mönster."

Att förstå dessa system är till hjälp eftersom alla djur, inklusive människor, på samma sätt fatta en hel del beslut om när och var man ska mata, sa Scholz.

"De flesta organismer lever på gränsen till precis tillräckligt för att överleva, så det finns ett högt evolutionärt tryck att vara bra på dessa beslut, ", sa hon. "System för att reglera matintag har utvecklats under situationer där mat är knapp, " tillade hon, som kan ge insikt i hur mänskliga system kan ha utvecklats.

"För närvarande undersöks mycket av vår förståelse av beslutsfattande på två nivåer:På en rent teoretisk nivå som vanligtvis är mycket avlägsnad från faktiska data, och psykologi/djurbeteendestudier hos komplexa däggdjur, som är komplicerade på grund av många andra faktorer som påverkar beslutsfattandet, "Scholz sa." Så det du har är två mycket avlägsna nivåer av förståelse. Vad forskning som denna kan göra - grundforskning i enkla organismer - är att överbrygga den klyftan. "