De C. elegans rondworm ziet door te eten, grote slokken bacteriën opzuigen om meer te weten te komen over de omgeving. Terwijl onderzoekers keken, ze merkten een vreemd patroon op dat werd gekenmerkt door "uitbarstingen" van eten.

Wetenschappers van UChicago gebruiken in een nieuwe studie een wiskundig model om dergelijke eetuitbarstingen te verklaren. De bevindingen, gepubliceerd op 10 augustus in Proceedings van de National Academy of Sciences , helpen bij het informeren van een breder begrip van het voedingsgedrag van dieren en de wetenschap van besluitvorming.

"Het is een interessant model om de processen te begrijpen die ten grondslag liggen aan hoe dieren beslissen waar en wanneer ze eten, " zei hoofdauteur Monika Scholz, een internationale studentonderzoeker van het Howard Hughes Medical Institute met het Biophysical Sciences-programma van UChicago en nu aan de Princeton University. "Voor deze wormen, het draait allemaal om de balans tussen snelheid en nauwkeurigheid."

Rondwormen leven in grote kolonies in de bodem, zoals composthopen, op zoek naar bacteriën om te eten. Omdat ze geen ogen hebben, rondwormen smaken terwijl ze reizen, maar elke slok heeft een prijs:de beet kan heerlijke bacteriën bevatten, of toxines, of niets, in dat geval hebben ze energie verbruikt zonder resultaat.

Eet meer om meer te leren

De directe voorspelling zou zeggen dat de wormen veel zouden moeten eten als er voedsel beschikbaar is, en stop als er geen eten is. Maar recente laboratoriumvooruitgang maakte het mogelijk om gegevens te verzamelen over het voeren van wormen over langere perioden - een uur of meer in plaats van slechts een minuut of twee - en onderzoekers begonnen een vreemd patroon van uitbarstingen op te merken dat niet altijd correleerde met de hoeveelheid voedsel beschikbaar. Vooral, dit intensiveerde wanneer de hoeveelheid voedsel snel fluctueerde.

Wanneer de gegevens zijn ingedeeld met een model dat beslissingen wiskundig analyseert, Scholz zei, het patroon is logischer.

"Wat we zien is dat het een taak is om bewijsmateriaal te verzamelen, "Zei Scholz. "Als de worm meer informatie nodig heeft, het blijft maar happen. Maar als ik de voorwaarden blijf veranderen terwijl jij nog aan het beslissen bent, de informatie is waardeloos. Dus de worm blijft proberen steeds meer bewijsmateriaal te verzamelen om zijn beslissing te nemen, en je ziet dit grillige patroon."

Het begrijpen van deze systemen is nuttig omdat alle dieren, inclusief mensen, op dezelfde manier veel beslissingen nemen over wanneer en waar te voeden, aldus Scholz.

"De meeste organismen leven op de grens van net genoeg om te overleven, dus er is een hoge evolutionaire druk om goed te zijn in deze beslissingen, " zei ze. "Systemen voor het reguleren van de voedselinname zijn geëvolueerd in situaties waar voedsel schaars is, " voegde ze eraan toe, die inzicht kan geven in hoe menselijke systemen kunnen zijn geëvolueerd.

"Momenteel wordt veel van ons begrip van besluitvorming op twee niveaus onderzocht:op een puur theoretisch niveau dat doorgaans erg ver verwijderd is van feitelijke gegevens, en psychologie/diergedragstudies bij complexe zoogdieren, die gecompliceerd zijn door tal van andere factoren die de besluitvorming beïnvloeden, "Zei Scholz. "Dus wat je hebt zijn twee zeer ver verwijderde niveaus van begrip. Wat onderzoek als dit kan doen - fundamenteel onderzoek in eenvoudige organismen - is die kloof overbruggen."