感知极限之外的鲁棒化学趋性：信号、噪声与策略

细菌化学趋性长期被视为在感知物理极限附近运作，正如 Berg 和 Purcell 最初所阐述的那样。近期的信息论分析挑战了这一观点，表明 Escherichia coli 仅使用可用在配体到达统计信息中的一小部分信息来偏向其运动。如何解释这种低信息效率在行为层面？本文我认为，化学趋性性能不仅受信息传输和噪声影响，还受运动策略的塑造。通过简单尺度论证和最小模型，我展示，即使内部信息处理效率低，run-and-tumble 化学趋性仍可通过对称性和时间平均化来保持对噪声的鲁棒性。将细菌与真核生物化学趋性进行比较，突显了不同感知策略如何将物理极限转化为可观测行为。这些考虑表明，低信息效率不必然意味着性能差励，而可能反映一种在鲁棒性、简单性和功能之间达成的演化平衡。