Медики из Рочестерского университета в США обнаружили, что в условиях нехватки пищи обычные инстинкты круглых червей меняются, чтобы скорректировать их поведение под угрозой смерти от голода. Статья об этом опубликована в журнале Current Biology.

Эксперименты проводились на микроскопических круглых червях C. elegans, которые десятилетиями используются учеными, чтобы изучать, как организована центральная нервная система и как влияют ее функции на поведение организма. Исследователи обнаружили, что C. elegans условного женского пола (у червей они – гермафродиты) вырабатывают феромон, который позволяет червям контролировать, как много их собратьев живут рядом и претендуют на пищу.

Напомним, феромоны – это возбуждающие вещества (их много), которые выделяют некоторые животные, чтобы побудить собратьев к тем или иным действиям. Например, феромоны могут призывать к спариванию или в качестве метки указывать путь.

Схема контроля пищевой среды с помощью феромонов у червей работает так. Черви оценивают объем окружающего их пищевого ресурса, потенциальные риски от его отказа и выгоды. Ценность продовольствия для червей зависит не только от его качества и объема, но и от прогнозируемых темпов его истощения. А эти темпы зависят от плотности сообщества червей.

Как эти параметры укладываются в простейшей нервной систем червей, состоящей всего из 302 нейронов, ученым пока неясно. Как рассчитывает нейронная сеть червей их поведение на основе этих параметров, тоже изучено мало.

Авторы исследования предполагают, что гермафродиты C. elegans оценивают каждый из параметров пищи по его потенциальному вкладу в выживание, исходя из изобилия пищи в данный момент. Так они замечают, что плотность популяции увеличивается по мере уменьшения изобилия пищи. И успевают уползти от кишащего собратьями источника пищи, прежде чем источник полностью истощится. Вот так червям удается избегать голода.

Пока пищи в источнике много, сигнал нейронов о том, что вокруг полно голодных друзей и родственников, нервной системой червей подавляется. Черви спокойно продолжают питаться и размножаться.

Отвращение к этому источнику пищи возникает у червей по мере накопления их потомства. Исследователи полагают, что отвращение к пище у червей вызывают феромоны, которые выделяют их собственные личинки. Таким образом феромоны личинок подсказывают родителям, что они произвели чересчур много потомства, и пора отсюда удаляться в поисках другого сытного места.

«Ключевая вещь, в которой мы разобрались, – это молекулярный механизм, с помощью которого инстинктивная реакция может подавляться в определенных условиях окружающей среды, а именно при обильной пище, – говорит генетик Дуглас Портман (Douglas Portman) из Рочестерского университета, ведущий автор исследования. – С точки зрения адаптации разумно, чтобы инстинктивная реакция существа была столь гибкой».

Обнаруженный механизм отвращения к пище с помощью феромона присутствует и у самцов червей. Однако у них механизм работает иначе – сложнее, пишут в своей статье ученые. Как именно руководит поведением самцов этот феромон, ученые надеются изучить в будущих исследованиях.

Исследователи уверены, что понимание решений, которые принимает простая нейронная сеть червей поможет разобраться в том, как принимает решения сложный мозг человека.

Ранее мы писали о том, что мозг в кишечнике появился раньше головного, и что создана самая подробная карта нейронных связей в мозге человека. А еще мы рассказывали о том, что удивительное свойство мозга обнаружили у осьминогов.

Больше интересных новостей науки и медицины вы найдёте в разделе «Наука» и «Медицина» на медиаплатформе «Смотрим».