Aby się poznać, ryby spoglądają sobie w oczy • Elena Naimark • Wiadomości naukowe o "elementach" • Etologia, Ichthyology

Aby się poznać, ryby patrzą sobie w oczy.

Ryc. 1. Cichlids Neolamprologus pulcher, endemity jeziora Tanganika, rozwinęła interesującą organizację społeczną. Duże stada tego gatunku w sezonie lęgowym dzielą się na osobne rodziny, składające się z dwóch rodziców i kilku asystentów. Pomocnicy nie rozmnażają się, ale pomagają tylko wychować potomstwo par wyższych rangą. Taka struktura prowadzi do złożonego systemu relacji, który wymaga umiejętności szybkiego ustalenia, kto jest kim. Zdjęcie z flickr.com/photos/javierml

Jak się okazało podczas eksperymentów, ryby pielęgnicowate potrafią odróżnić nie tylko gatunki konspecyficzne (osobniki własnego gatunku), ale także znane i nieznane osobniki. Prace te zostały przeprowadzone przez japońskich zoologów, tworząc chimeryczne komputerowe modele ryb. W modelach naukowcy łączyli głowy i ciała różnych osób i obserwowali reakcję eksperymentalnych ryb na stworzonych wirtualnych sąsiadów. Kiedy zobaczyli obrazy ze znanymi głowami, ale nie ciałami, ryby wykazywały charakterystyczną reakcję na znane osoby: zostały one zauważone szybciej, zbadano je z mniejszej odległości iw krótszym czasie. Zgodnie z lokalizacją wzoru kolorystycznego na głowie ryby, naukowcy doszli do wniosku, że rozpoznawanie znajomych zaczyna się od obszaru oczu.

Czy ryby mogą się poznać? Naturalna pierwsza reakcja, oparta na aroganckim snobistycznym ludzkim stosunku do prawie wszystkich zwierząt, będzie negatywna. Niemniej jednak grupa japońskich naukowców z Wydziału Biologii i Nauk o Ziemi Uniwersytetu w Osace, odrzucając uprzedzenia, poważnie podchwyciła tę kwestię. Dlaczego?

Po pierwsze, interesujące jest zrozumienie czegoś na temat umiejętności uczenia się nie tylko odmiany, ale indywidualnych osobników z różnych grup zwierząt. Wszakże zakorzeniona idea, że ​​tylko ludzie lub inne wyższe ssaki naczelne mogą odróżniać jednostki od siebie nawzajem, szybko staje się przeszłością. Pozwólcie, że przypomnę czytelnikom dwie prace: jedna udowadnia, że ​​muchy rozpoznają się nawzajem poprzez swój indywidualny zapach (muchy rozpoznają swoich byłych wybranych, elementy, 10/08/2013), a drugie osy rozróżniają się nawzajem (Osy rozpoznają się nawzajem przez , aby zachować sztywną strukturę społeczną "," Elements ", 06 grudnia 2011 r. Dane o innych zwierzętach (małpach, owcach, niektórych ptakach i rybach), dla których ważne są połączenia" osobiste ", są stopniowo gromadzone, więc rozwijają swoje systemy dla uznanie osób, więc ta praca jest wkładem do tej skarbonki.

Po drugie, rozpoznawanie wzorców jest jednym z najważniejszych trendów w rozwoju nowoczesnych technologii intelektualnych. Podobnie jak w wielu innych dziedzinach, mamy coś do nauczenia się od natury: technologie rozpoznawania zwierząt "technologie" rozpoznawania wzorców są debugowane z milionami lat ewolucji dla całej ich względnej prostoty. A ryba tutaj – jeden z najwygodniejszych obiektów nauki.

Po trzecie, ponieważ istnieje wysokie prawdopodobieństwo, że wiele mechanizmów rozpoznawania wzorców jest jednorodnych dla kręgowców, wzorce ryb mogą również mieć zastosowanie do ludzi. W końcu odkręcenie mechanizmów zębowych (to znaczy neuronów) organizowania rozpoznawania wzorców u ludzi lub małp z wielu powodów zakończy się niepowodzeniem. Najpierw jednak musisz udowodnić, że ryby rozpoznają się nawzajem dokładnie na podstawie obrazów wizualnych, a nie zapachów lub innych.

Naukowcy pracowali z rybami pielęgnic Neolamprologus pulcher z afrykańskiego jeziora Tanganika. Dla pięknego koloru akwarystów nazywano takie księżniczki. Mają one blisko oczu i na pokrywie skrzelu są czarne i żółte wzorzyste paski i plamki, podkreślone na niebiesko, płetwy i ciało również są żółtawe lub z niebieskawo-różowym odcieniem.Ryby te hodują w grupach o sztywnej hierarchii, dominujących parach rodzicielskich, współpracy i "przyjaźni" (patrz C. Brown i wsp., 2015. Makiavellian Intelligence in Fishes). Takie złożone zależności wymagają rzetelnego indywidualnego rozpoznania. Założenie bodźców wizualnych w tym przypadku jest uzasadnione, ponieważ ryby te żyją w bardzo czystej, czystej wodzie, a ponadto są jaskrawo zabarwione.

Eksperyment był następujący. Osiem męskich ryb sadzono pojedynczo w małych akwariach i umieszczano akwaria w parach od ściany do ściany – i tak hodowano przez cały rok. Przyzwyczajenie się do sąsiada zajęło mi tydzień. W tym czasie agresywna reakcja – atak na widok sąsiada – prawie zniknęła.

Rok później rozpoczął się eksperyment. Początkowo, aby sprawdzić reakcję na nieznajomego, ryby przedstawiono nowemu sąsiadowi – agresywne ataki natychmiast zostały wznowione. I znowu uzależnienie trwało siedem do dziesięciu dni. Potem pojawiła się ryba z nowymi sąsiadami, ale teraz już nie żywa, ale pokazana na monitorze w ścianie akwarium. Ale wideo nie było tylko różnymi gatunkami, ale zaprojektowało obrazy: głowa jednej z siedmiu ryb została narysowana przy użyciu programu PowerPoint do ciała drugiej, z wyszukiwaniem wszystkich możliwych opcji.I tak dostali chimeryczne obrazy. Były cztery rodzaje: głowa i ciało są znajome, głowa jest znajoma – ciało jest nieznane, głowa jest nieznana – ciało jest znajome, głowa i ciało są nieznane. Następnie obraz z chimeryczną rybą przez minutę przesuwał się trzy razy wzdłuż ściany akwarium-monitora. W tym czasie obserwowano reakcję obserwatora księżniczki.

Ryc. 2 a – indywidualny koloryt oczu i okłady skrzelowe księżniczek. b – schemat tworzenia czterech typów chimerycznych obrazów komputerowych: FfFb – głowa i ciało są znane (1); FfSb – znajoma głowa – nieznane ciało (2); Głowa SfFb jest nieznana – ciało jest znane (3); SfSb – głowa i ciało nieznane (4). c – Obraz na monitorze: ryba w akwarium, pływająca wzdłuż ściany od jednego czarnego prostokąta do drugiego. d – pomiary: odległość od miejsca, z którego ryba zauważyła obraz do punktu zatrzymania (1); odległość do modelu do punktu zatrzymania, gdy ryba przestała patrzeć na model (2). Rysunek z omawianego artykułu w PloS ONE

Zmierzono kilka parametrów behawioralnych: kiedy i w jakim dystansie obserwowano obraz; kiedy i w jakim dystansie ryba zatrzymała się przed obrazem; jak długo na niego patrzyła.Te cechy muszą oczywiście różnić się dla uznanych sąsiadów i nieznanych nieznajomych.

Ryc. 3 Czas, w którym ryba patrzyła na obraz chimer na ścianie monitora akwarium (sekundy podczas jednej minuty działania obrazu). Chimery: FfFb – głowa i ciało znane; FfSb – znajoma głowa – nieznane ciało; SfSb – głowa i ciało nieznane; Głowa SfFb jest nieznana – ciało jest znajome. NS – nie ma różnicy statystycznej między parami. Rysunek z omawianego artykułu w PLoS ONE

Statystyczne obliczenia pomiarów wykazały, że księżniczki odróżniają się głowami, a nie kolorem i kształtem ciała. Ich reakcja na chimery ze znanymi miejscami na głowach bardzo różniła się od reakcji na nośniki znanych ciał. Ryba zauważyła obraz ze znajomą głową z daleka, a kiedy go zobaczył, rzucił się w jego kierunku i zamarł w bliższej odległości od ekranu. I patrząc na znajome twarze ryb mniej czasu niż znane ciała. W związku z tym znane ciała zostały zaobserwowane z mniejszej odległości, a odległość, z jaką ryby zdecydowały się je zbadać, okazała się znacznie większa.

To ciekawe i ważne, że podczas gdy przedział czasowy pomiędzy momentem, w którym ryba zauważyła nagle pojawił się sąsiad,a zatrzymanie się na to było prawie takie samo we wszystkich przypadkach – 0,4-0,6 sekundy. Ale ryba zatrzymała się, by spojrzeć na wizerunki twarzy i ciał w różnych odległościach. Tak więc, w tym momencie zrozumiała już, kto jest przed nią – stary sąsiad lub obcy. Oznacza to, że czas rozpoznania danej osoby nie przekracza 0,4-0,6 sekundy. W przybliżeniu taki czas jest wymagany zarówno dla osoby, jak i innych naczelnych w celu identyfikacji osób. Możliwe, że działają tutaj podobne mechanizmy.

Wszystkie wskaźniki dla modeli ze znanymi twarzami idealnie się ze sobą skorelowały. Tak, przyjaciele są postrzegani z większej odległości; Tak, zajmuje mniej czasu studiowanie znajomej twarzy (twarzy, nawyku); Tak, z przyjacielem można zbliżyć się do mniejszej krytycznej odległości przed przyjacielem, krytyczna odległość konwergencji maleje. A dla nieznajomych typowe są relacje odwrotne. Naukowcy wysunęli nieunikniony wniosek, że ryby do rozpoznania muszą właściwie rozważyć "twarz" (jeśli można zastosować to słowo do ryby), a nie ciało. W przeciwnym razie rozkład wskaźników byłby inny.

Interesujący jest również argument dotyczący lokalizacji kolorowych plamek, według których poszczególne osoby się wyróżniają. Kolorowe plamki – czarne i żółte wzory – ozdobią obszar wokół oczu i osłonę skrzelową.Ale w środku między oczami na pysku nie ma plam, ponieważ nie ma innych różnic. To zabarwienie pokazuje, że z indywidualnym rozpoznaniem spojrzenie "rybie oko" jest kierowane do obszaru oka, to znaczy rozpoznanie sąsiada, które trwa nie dłużej niż pół sekundy, pojawia się podczas oceny wzoru wokół oczu. Naukowcy odważnie zasugerowali, że księżniczki, gdy rozpoznają ryby indywidualnie, jak wiele innych kręgowców, patrzą sobie w oczy.

Bardzo bym chciał uwierzyć w to niemal mistyczne rozumowanie, ale poczekamy. Mimo to wymaga poważnej (dosłownie, poważnej) weryfikacji. Ale jeśli zostanie potwierdzone, nasze zrozumienie ryby jako bezdusznych, zimnych i nieczułych stworzeń zmieni się: patrzą sobie w oczy!

Źródło: Masanori Kohda, Lyndon Alexander Jordan, Takashi Hotta, Naoya Kosaka, Kenji Karino, Hirokazu Tanaka, Masami Taniyama, Tomohiro Takeyama. Rozpoznanie twarzy w grupie żyjących pielęgnic // PLoS ONE. 2015. V. 10 (11). P. e0142552. Doi: 10.1371 / journal.pone.0142552.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: