Почему у рыб такой странный взгляд? Вы удивитесь!
Ученые Северо-Западного университета, США, провели исследование, где объединили в одну вычислительную модель симуляции мозга рыбок данио, информацию об их естественной среде и способах плавания. Анализируя эту модель, специалисты установили, что причудливый взгляд рыб (чаще всего вниз) - является адаптивным поведением, которое направлено помочь рыбе самостабилизироваться в подводных потоках, особенно при плавании против течения.
Подводная жизнь
Когда вода движется, рыба постоянно пытается стабилизироваться, то есть найти определенный баланс, чтобы оставаться на месте и не поддаваться течению. Сосредоточение внимания на других рыбах, растениях или мусоре может дать рыбе ложное ощущение, что она находится в движении. Однако стабильное русло реки под рыбой дает более надежную информацию о направлении и скорости движения тела.
«Это похоже на то, как если бы вы сидели в вагоне поезда, который не движется. Если поезд рядом с вами начинает отъезжать от станции, это может заставить вас думать, что вы тоже движетесь», — говорит Эмма Александр, возглавлявшая исследовательскую группу. «Визуальный сигнал от другого поезда настолько силен, что перекрывает все ваши другие чувства, говорящие о неподвижности. Это точно такое же явление, которое мы изучаем у рыб».
Для проведения исследования Александр и ее сотрудники сосредоточились на рыбках данио - хорошо изученном учеными организме. Команда сосредоточилась на естественной среде обитания рыб в Индии. «Многие данио, которых мы изучаем, растут в лабораторных аквариумах, но их естественная среда обитания сформировала эволюцию их мозга и поведения, поэтому нам нужно было вернуться к источнику, чтобы исследовать контекст развития организма».
Рыбий глаз
Вооружившись фотоаппаратурой, команда посетила семь мест по всей Индии, чтобы собрать видеоданные о мелководных реках, где естественным образом живут рыбки данио. Полевая группа поместила 360-градусную камеру в водонепроницаемый чехол для дайвинга и прикрепила ее к дистанционно управляемой роботизированной руке. «Это позволило нам поместить наши глаза туда, где должны быть глаза рыб. Используя видеоданные, мы смогли смоделировать гипотетические сценарии, в которых смоделированная рыба произвольно перемещалась», — объясняет Эмма Александр.
Позже, уже в лаборатории, исследователи отдельно запускали различные световые узоры и снова наблюдали за реакцией рыб. Когда на дне аквариума появлялись те самые узоры из света, рыбы плавали вместе с ними, — что свидетельствовало о лучшем восприятии визуальных сигналов именно снизу. В конце концов, обнаружено: в обоих сценариях — в дикой природе и в лаборатории — рыбки данио чаще всего смотрят вниз. Необходимо это, чтобы понять движение окружающей среды, а затем безбоязненно начать свое плавание.
Исследование не только дает некоторое представление о поведении рыб, но и поможет в будущем разрабатывать системы искусственного зрения и сложных роботов, созданных на основе биотехнологий.
А вам нравится наблюдать за рыбами в аквариуме? Расскажите в комментариях!