Вчені виявили новий спосіб орієнтування в електричних риб

Американські нейробіологи виявили новий спосіб колективного орієнтування електричних риб. Раніше вважалося, що посилені імпульси могли заважати родичам, але виявилося зовсім навпаки.

Крім знайомих нам органів почуттів — зору, слуху, нюху, смаку та дотику — деякі риби мають унікальну здатність відчувати електричні поля — електрорецепцію. Таке вміння знаходили також у качконоса та єхидні, але у водних жителів він поширений набагато ширше. Для вугрів і скатів, наприклад, електрика стала ще й зброєю — вугри здатні генерувати розряд 860 вольт, тобто майже вчетверо більше, ніж у звичайній розетці.

Проте в основному риби використовують електрику для спілкування, залицяння, пошуку їжі та орієнтації у просторі — у каламутній воді зір не такий ефективний. Але щоб ця здатність не заважала комунікації, як вважалося раніше, електрифіковані риби змінюють частоти імпульсів, коли знаходяться поряд із родичами. Так вони уникають перешкод. Щодо дельфінів і кажанів, які теж спілкуються та орієнтуються за допомогою унікального сенсорного механізму, висловлювалося припущення, що сигнали родичів посилюють просторову орієнтацію.

Два нейробіологи з Колумбійського університету (США) вирішили дізнатися, чи допомагає орієнтуватися рибам з електрорецепторами близькість родичів. Для цього автори обрали гнатонему Петерса (Gnathonemus petersii), її ще називають нільським слоником через нижню губу, що нагадує хоботок. За допомогою комп’ютерного моделювання та акваріумних експериментів дослідники вивчили поведінку риб у групі та з’ясували, що колективна генерація електричних імпульсів покращує вивчення середовища. Стаття про це опублікована в журналі Nature.

Автори створили моделі поведінки гнатонем на основі відеоспостережень за групами риб, де одна особина домінувала, а дві підкорялися. Виявлення об’єкта у гнатонеми відбувається так: риба випромінює електричний сигнал, а рецептори на її тілі реєструють його відображення від предмета. Завдяки цьому риба розуміє, де і як близько до неї розташований об’єкт. Дослідники побачили, що коли поруч з об’єктом (в експерименті це була сантиметрова кулька) знаходилася інша гнатонема, то «картинка» відбитого сигналу у першої риби була чіткішою. А дальність виявлення, як зазначають автори, збільшилась утричі.

Потім нейробіологи почали перевіряти, як присутність родича позначиться на поведінці риб. Гнатонем поміщали великий акваріум, наповнений різними предметами, а роль родича грала штучна модель, яка за кнопкою могла випромінювати імпульси частотою 10 Гц. Як пишуть автори, незважаючи на те, що риби могли вільно пересуватися акваріумом, більшу частину часу вони проводили майже нерухомо поряд із родичем. А сенсорна дальність риб збільшувалась, коли штучна гнатонема була включена.

До того ж присутність іншої риби прискорила передачу інформації — електричні імпульси між родичами передаються з інтервалом близько 12 мілісекунд, а між самотньою гнатонемою та об’єктом з інтервалом від 50 до 200 мілісекунд. Як підкреслюють автори статті, отримані результати свідчать про новий спосіб колективного орієнтування електричних риб.