Древнее GPS. Ученые разгадали, как золотые рыбки ориентируются в пространстве
Исследователи изучили, как рыбы измеряют расстояние, используя визуальную плотность окружающей среды.
Можно часами наблюдать, как золотые рыбки плавают в аквариуме вверх и вниз. Но ученым недостаточно просто наблюдать за рыбками, они решили выяснить, как они ориентируются в пространстве — оказалось у золотых рыбок есть весьма сложная навигационная система, которая позволяет им измерять расстояние, пишет The Guardian.
Более ранние исследования уже показывали, что большинство рыб могут успешно ориентироваться в пространстве. Но ранее ученым не удавалось разгадать, какие механизмы они для этого задействуют.
Группа ученых из Оксфордского университета провела ряд тестов на золотых рыбках, чтобы разгадать механизм работы из встроенного GPS. Исследователи надеются, что понимание этих механизмов могут пролить свет на то, участвуют ли подобные клетки мозга во внутренней GPS человеческого мозга.
В ходе исследования ученые создали специальный аквариум с черными и белыми полосками шириной в 2 сантиметра. Вертикальные полосы располагались на стенах резервуара, а также на полу. В исследовании приняли участие 9 рыбок, которых команда обучила плавать вдоль резервуара. Когда золотым рыбкам махали рукой, они возвращались в исходное положение — длина дистанции рыбок составила 70 сантиметров.
После ученые решили проверить, способны ли рыбки проплывать такое же расстояние, но уже без помощи людей. Ученые провели четыре теста: в первом рыбам предложили проплыть, переключив вертикальные полосы шириной в 1 см, второй — узор изменился на клетки с квадратами в 2 сантиметра, третий — горизонтальные линии шириной в два сантиметра, четвертый — линии выровняли по направлению движения рыб.
В общей сложности каждая золотая рыбка совершила по 45 заплывов для каждого из пяти рисунков. Результаты показывают, что при стандартном фоне и фоне с вертикальными полосами в 2 см золотые рыбки в среднем проплывали около 74 см (плюс-минус 17 см). В то же время, ученые обнаружили, что в фоне с вертикальными полосами шириной в 1 см рыбы поворачивали назад значительно раньше. А при использовании фона с горизонтальными полосами золотые рыбки и вовсе вели себя непоследовательно.
Эксперимент доказывает, что в своей навигационной системы золотые рыбки используют тип “механического оптического потока”, который базируется на визуальной плотности окружающей среды. Простыми словами, золотые рыбки отслеживали как часто вертикальный рисунок сменялся белыми и черными полосами — это стало ориентиром для определения длины дистанции.
По словам ученых, млекопитающие, и люди в том числе, используют несколько другой механизм, базирующийся на угловом движении зрительной функции. Однако исследователи уверены, что использование визуальной информации для навигации возникло вначале нашего эволюционного прошлого.
К слову, ученые также пришли к выводу, что золотые рыбки задействовали и другие механизмы для исчисления пройденной дистанции — например, количество взмахов плавниками, а также измерение расстояния от исходной точки в виде стенки резервуара.
