Introduktion:

Djur står inför utmaningen att hitta mat för att överleva i osäkra och dynamiska miljöer. Medan vissa djur kan lita på medfödda beteenden, har andra kapacitet att optimera sina födosöksstrategier genom inlärning och anpassning. I denna studie undersökte vi förmågan hos en fascinerande modellorganism, masken Caenorhabditis elegans, att lära sig och förbättra sitt födosöksbeteende baserat på sociala signaler från sina kamrater.

Material och metoder:

Vi genomförde experiment med kontrollerade laboratoriemiljöer med individuella maskar och uppsättningar av genetiskt märkta kohorter. Med hjälp av mikrofluidiska enheter skapade vi scenarier där maskar stötte på två distinkta bakteriella matfläckar, var och en med olika kvaliteter (näringsvärde, densitet). Genom att analysera maskarnas rörelse- och matbeteenden mätte vi deras födosökspreferenser.

Experimentell design:

Experimentet bestod av två grupper:en "erfaren" grupp och en "naiv" grupp. I den erfarna gruppen fick maskar interagera och lära sig av en uppsättning märkta "lärare". Lärarna hade tidigare erfarenhet av födosök i samma miljö, och deras beteenden registrerades och analyserades för att identifiera deras födosöksstrategier. Däremot bestod den naiva gruppen av maskar som inte hade någon tidigare erfarenhet eller social interaktion.

Lärande och adaptivt beteende:

Vi fann att maskar i den erfarna gruppen uppvisade signifikant bättre födosökningsprestanda jämfört med den naiva gruppen. Genom att analysera deras rörelsemönster, observerade vi att erfarna maskar var mer effektiva i att byta mellan matplåster när de stod inför förändrade miljöförhållanden. De tenderade att stanna längre på matplåstret av högre kvalitet och bytte snabbare när plåstrets näringsvärde minskade.

Socialt inflytande:

Ytterligare undersökningar visade att de erfarna maskarnas förbättrade födosöksbeteende direkt påverkades av sociala signaler från lärarna. När de presenterades för tvetydiga miljöer där båda matplåstren verkade lika attraktiva, tenderade erfarna maskar att imitera lärarnas val av födosök. Detta tyder på att maskar kan lära sig och anta framgångsrika födosöksstrategier från sina kamrater, vilket ökar deras chanser att överleva.

Mekanismer och evolutionär betydelse:

Vår studie avslöjade de sofistikerade sociala inlärningsförmågan hos C. elegans, en organism som tidigare har erkänts för sina enkla neurala kretsar. Maskarnas anmärkningsvärda förmåga att modifiera sitt födosöksbeteende som svar på sociala signaler ger en inblick i utvecklingen av lärande och anpassning i komplexa naturliga miljöer. Att förstå mekanismerna bakom detta sociala inlärningsbeteende kan ge värdefulla insikter om de kognitiva förmågorna och adaptiva karaktären hos även de enklaste organismerna.

Slutsats:

Våra resultat visar att maskar kan lära sig av sina kamrater för att optimera sitt födosöksbeteende. Genom att justera sina svar baserat på sociala signaler är maskar bättre rustade att navigera i oförutsägbara miljöer, vilket kan ge fördelar när det gäller kondition och överlevnad. Denna forskning bidrar till vår förståelse av socialt beteende och intelligens hos maskar, och utökar horisonten för vår kunskap om inlärning och anpassning i den naturliga världen.