根据今天发表在eLife上的一篇报道，研究人员已经展示了线虫如何通过改变对环境中信息素的反应来优化它们的觅食活动。

这一发现是动物行为领域的一个重要进展，为如何整合感官线索以促进觅食和导航提供了新的见解。

觅食对动物来说是最关键但最具挑战性的活动之一，食物往往零散分布，其他动物则试图寻找和消耗同样的资源。

一个重要的考虑因素是，在寻找另一个食物之前，要在一个食物区停留多长时间并加以利用。离开会带来探索新领域的成本，而呆在原地则意味着在资源枯竭的地方觅食。那么动物们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、美国剑桥麻省理工学院（MIT）博士后Martina Dal Bello解释说：“研究表明，大黄蜂从最近的喂食经历中获得的与信息素的正相关或负相关中学习，但其他动物是否如此，目前尚不清楚。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利用信息素评估食物斑块内的种群密度，并且当线虫决定转移到一种新的食物资源时，信息素和食物的可获得性都会起控制作用。”

研究小组首先进行了一项测试，以评估线虫离开补丁的行为。线虫以一小块细菌为食大约5个小时，与两个点（一个是混合信息素，另一个是非信息素对照）的距离相等。线虫在非常不同的时间离开原来的补丁；早退的更容易到达信息素的位置，而晚退的人则避开信息素。

接下来，他们想测试这些行为是否有助于生存，因此他们开发了一个数学模型来计算在不规则的环境中改变对信息素的偏好对线虫的好处。在这个模型中，线虫在一个已经被占据的食物区有三种选择：留在它们的食物区，切换到另一个被占据的食物区，或者分散到一个未被占据的食物区。该模型显示，最大限度地增加线虫所吃食物的策略与它们在先前实验中观察到的一致。一小部分线虫在开始时会切换，在耗尽食物之前离开食物区，并跟随信息素到达另一个被占据的区域。然后，一旦食物片耗尽，所有的线虫就会散开，寻找其他食物来源。这些晚离开者通过逆转他们对信息素的偏好来避免其他耗尽的斑块，因为它们现在将信息素与耗尽的食物斑块联系起来。

那么线虫是如何知道如何逆转它们对信息素的偏好的呢？为了找到答案，研究人员将线虫分为四种情况：一种是食物和信息素；有信息素但没有食物的；有食物但没有信息素的；一个没有任何食物或信息素。然后他们监测线虫对混合信息素的反应。正如预期的那样，在有食物和信息素存在的环境中度过时间的线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，它们会避开信息素混合物。与大黄蜂一样，线虫也会根据它们最近在觅食方面的积极或消极经验来选择信息素。

“我们的研究解释了为什么线虫会在不同的时间留下食物斑块，”麻省理工学院物理学教授、资深作者Jeff Gore解释道。“那些早退的在食物充足的时候会接触到信息素，并且与这些线索有正相关，这会导致他们再次寻找信息素。相比之下，当食物稀少时离开的线虫会将信息素与饥饿联系起来，当它们离开这块地时会避开信息素。综上所述，这些结果表明，线虫学会适应环境中的感官线索，以优化觅食期间的食物摄入。”

Inversion of pheromone preference optimizes foraging in C. elegans