Не такие уж простые: крошечные черви оказались способны принимать сложные решения

Десятилетиями ученые пытались понять, как именно животные принимают те или иные решения, сфокусировавшись на исследовании нейронов и их связях в мозге. Недавно американские исследователи использовали иной подход: они проанализировали поведение червей — нематод. Оказалось, что крошечные создания способны выбирать определенные стратегии, учитывая множество окружающих факторов.

Согласно законам природы, животные адаптируют пищевые приоритеты к широкому спектру условий окружающей среды. Проблема необходимой регуляции рациона особенно сложна для хищников, которые конкурируют с жертвой за общий источник пропитания.

В природе конкуренция «хищник — жертва» очень распространена и экологически значима. Но как понять: хищник нападает на жертву ради конкуренции или просто потому что он хищник?

Чтобы понять это, ученые из Института биологических исследований Солка (США) использовали новый подход к оценке мотивации и когнитивных способностей животных в системе «хищник — жертва». На примере микроскопических (1 мм) червей — нематод — исследования показали, что возможность принятия сложных решений может быть закодирована в относительно небольших биологических и искусственных нейронных сетях.

Черви имеют разные стратегии поведения и способны выбирать между ними, решая, какая лучше всего подходит в конкретной ситуации. Это обеспечивает хорошую основу для понимания того, как такие решения принимаются в более сложных системах, например, у людей.

Исследование проводили на примере взаимодействия двух нематод: хищника Pristionchus pacificus и жертвы Caenorhabditis elegans. Поедая червя-жертву либо защищая свой источник пищи (бактерий), хищный червь P. pacificus полагается на «укусы» своеобразным ротовым аппаратом. Ученые решили понять намерения червя в момент, когда он «кусает» жертву, неспособную ответить на агрессию.

Ученые заключили, что во время поиска пищи P. pacificus выбирает между двумя стратегиями. Во-первых, он рассматривает сугубо хищническую стратегию, при которой цель укуса — убить и съесть жертву. Вторая стратегия — территориальная — заключается в желании укусить, чтобы отпугнуть чужака от источника пищи. Другими словами, P. pacificus взвешивает все плюсы и минусы ситуации, чтобы выбрать необходимый порядок действий.

По словам ученых, это поведение характерно для позвоночных с миллионами и миллиардами нейронов, но совершенно неожиданно для червя всего с 302 нейронами.

В дальнейших исследованиях ученые планируют определить, какие из расчетов хищников P. pacificus фиксированные, а какие — гибкие. Исследователи надеются, что подобные работы помогут еще больше узнать о молекулярных основах принятия решений.

━━━━━

Анастасия Дегтярева