Difesa chimica

Apprendimento associativo

Un cambiamento esperienziale più plastico è visto nelle associazioni che si sviluppano almeno in una certa misura in tutti gli animali con un sistema nervoso centrale. Un individuo sviluppa un’associazione tra input sensoriali (ad esempio, sostanze chimiche) e gli importanti effetti positivi o negativi sperimentati. La maggior parte degli studi ha coinvolto il foraggiamento e il comportamento alimentare. Le vespe parassite imparano ad associare la presenza di un ospite come un bruco con gli odori più prominenti del substrato dell’ospite (cioè le feci accumulate). Le api imparano ad associare particolari odori floreali alla presenza di ricompense nettare. Tale apprendimento spesso coinvolge segnali visivi e segnali chimici e aumenta l’efficienza del foraggiamento, riducendo al minimo il tempo speso per la ricerca infruttuosa quando le risorse adeguate sono abbondanti. Tra le api, i compagni di nido imparano gli odori floreali raccolti dai raccoglitori che tornano con il cibo. Le api possono utilizzare questi odori per localizzare la fonte di cibo nel campo, dopo che altri segnali li hanno portati nell’area generale.

iris
iris

Un iris blu (Iris) con contrasto giallo guide nettare che indica la posizione del nettare per l’ape (Apis mellifera). Macchie di grani di polline staccati dagli stami dall’ape foraggera possono essere viste sul corpo dell’ape.

© G. A. Maclean / Oxford Scientific Films

L’apprendimento nutrizionale specifico dei sapori è stato dimostrato anche in vari gruppi di animali. Ad esempio, si possono apprendere sostanze chimiche associate a fonti alimentari complementari, come proteine elevate e carboidrati elevati. Ciò consente a locuste, ratti, bovini e umani di scegliere il tipo di cibo più necessario in un determinato momento e quindi, per un periodo di tempo, raggiungere un adeguato equilibrio tra le due classi di nutrienti. Questa capacità è spesso combinata con avversioni apprese a cibi privi di nutrienti specifici. In laboratorio, le lumache imparano a rifiutare un alimento privo di un singolo aminoacido essenziale non tostato sulla base del sapore del cibo, e i ratti imparano a rifiutare un alimento privo di una singola vitamina. In genere, l’avversione al sapore del cibo nutrizionalmente inadeguato è accompagnata da una maggiore attrattiva di sapori nuovi. Pertanto, l’apprendimento dell’avversione aiuta ad aumentare la qualità nutrizionale della dieta generale. Nell’ottenere una dieta ideale, si pensa che gli alimentatori generalisti utilizzino l’apprendimento associativo positivo, l’apprendimento dell’avversione e l’attrazione per i nuovi sapori. Nel tempo, con il cambiamento delle condizioni e dei bisogni, possono svilupparsi nuove associazioni.

Il modo in cui un animale determina di avere una specifica carenza nutrizionale è incerto nella maggior parte dei casi. Nelle locuste le concentrazioni di alcuni aminoacidi nel sangue sono di particolare importanza. In questi insetti varia la sensibilità dei recettori del gusto agli zuccheri e agli amminoacidi. Se questi insetti non ingeriscono abbastanza proteine, le risposte dei loro recettori agli amminoacidi sono migliorate; se non ingeriscono abbastanza carboidrati, le risposte al saccarosio sono migliorate. Se questi nutrienti sono indicatori affidabili dei livelli di carboidrati e proteine nel cibo, la sensibilità variabile a loro aggiunge il valore delle associazioni apprese.

Un pericolo per molte specie onnivore o polifaghe è che i potenziali prodotti alimentari possono essere velenosi. Quando un erbivoro incontra un nuovo cibo che odora e ha un sapore accettabile, l’animale ne mangia piccole quantità. Se si verifica una malattia, la malattia è associata al sapore nuovo o al sapore del cibo consumato più di recente, che è da allora escluso dalla dieta. Questo tipo di apprendimento dell’avversione è stato dimostrato in molte specie di insetti, molluschi, pesci, mammiferi e altri animali che hanno il cervello; apparentemente non si verifica nel phylum Cnidaria, poiché questi organismi hanno solo semplici reti nervose. Nei mammiferi i sensi del gusto e dell’olfatto giocano ruoli un po ‘ diversi nell’apprendimento dell’avversione. Un nuovo odore da solo è relativamente inefficace e deve essere seguito immediatamente da un feedback avversivo per produrre un forte apprendimento odore-avversione. Tuttavia, forti avversioni ai sapori (gusto e odore insieme) possono essere condizionati anche quando il feedback avversivo viene ritardato fino a 12 ore. Quando un odore debole è combinato con un sapore distintivo ed è seguito da malattia, l’odore debole stesso diventa uno stimolo forte e avversivo a lungo termine.

Quindi, l’associazione appresa tra sapore e sofferenza post-alimentazione si verifica rispetto a diete prive di nutrienti importanti e alimenti velenosi. Oltre al foraggiamento e alla selezione del cibo, alcuni animali imparano segnali chimici associati a predatori, concorrenti, compagni e parenti o gruppi sociali, consentendo loro di comportarsi nei modi più appropriati.

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