研究表明，蝗虫通过嗅觉成群地检测食物

康斯坦茨大学卓越集体行为集群的研究人员发现，蝗虫会调整嗅觉，以更好地检测多达10亿只动物的拥挤群体中稀疏的食物来源。他们在《自然通讯》杂志上发表了研究结果

Einat Couzin Fuchs报道称：“直到我亲眼看到它，我才能想象它的规模。”

四年前，当肯尼亚爆发蝗灾时，她和她的团队正在野外。她说，“一些地区刚刚完全被蝗虫侵扰，蝗虫经过后只剩下有毒植物。”

回到他们的工作场所，康斯坦茨大学，他们根据实地收集的数据计划了实验和模型。他们的任务是：解开蝗灾的奥秘，蝗灾是一种影响地球上十分之一人口的全球威胁

联合国粮食及农业组织（粮农组织）估计，一大群10亿只蝗虫在一天内吞噬了约1500吨粮食，相当于2500人的日常粮食需求。这些惊人的数字凸显了他们研究的紧迫性和重要性

独居动物和群居动物之间的显著差异需要注意的是，蝗虫并不总是成群出现。蝗虫是一种蝗虫，可以在几个小时内在独居（独居）和群居（群居）状态之间切换。这种状态的变化对行为、发育、生理和生殖都有很大的影响。神经系统和身体颜色也发生了变化，从伪装的绿色变成了引人注目的黄黑色

博士生Inga Peterski说：“生活方式的这种极端变化影响了动物寻找食物的方式，以及动物觅食时可支配信息的可用性。”。因此，她在实验室中进行了行为实验，通过暴露孤独和合群的动物来监测觅食决定

食物的选择可以通过视觉、嗅觉或组合来感知。她的同事Yannick Günzel使用获得的数据来开发决策模型。这位神经生物学家说：“根据行为实验和决策模型，我们发现嗅觉在群居动物寻找食物时极其重要。”

动物嗅觉系统中的关键

因此，研究团队知道一个核心关键在于嗅觉系统。因此，他们使用体内钙成像技术仔细观察了大脑中负责嗅觉处理的区域。这个过程使整个大脑区域的信息处理可视化

明显的结果是：“如果你把食物和蚱蜢的气味配对，你会得到协同效应：大脑活动明显比你从纯添加中预期的更明显。我们只在群居的蚱蜢身上发现了这种效应，”Peterski说

这意味着蝗虫在转向群居生活方式时会调整嗅觉。它们的嗅觉系统现在似乎是专门用来更好地检测蜂群气味混合物中的食物气味的

她的同事Günzel总结道，“这就是为什么蝗虫群中的食物仍然可以被感知的原因。”

“结合钙成像实验和计算分析，我们的团队成功地更好地了解了蝗虫如何适应新的环境条件，”小组组长Couzin Fuchs说。“我们现在对向群集过渡过程中发生的神经变化有了更好的机制理解。”

她确信，未来的研究和方法开发将提高我们理解、预测和管理未来疫情的能力 More information: Inga Petelski et al, Synergistic olfactory processing for social plasticity in desert locusts, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49719-7

Journal information: Nature Communications