Данионеллы спасаются от угрозы, наблюдая за сородичами в стае
Американские нейробиологи разобрались, каким образом рыбы Danionella cerebrum, живущие в стаях, узнают об опасности по поведению соседей. Результаты исследования появились в журнале Nature. Об этом пишет N + 1.
Давно известно: животные в группах получают сведения об угрозе не только напрямую, но и через реакцию окружающих. Стоит одной особи заметить хищника — убегает вся группа, поскольку сигнал передается дальше по цепочке. Такой механизм называют эффектом множества глаз. Однако нейронная основа коллективного бегства оставалась неясной.
Команда Мэтью Ловетт-Баррона из Калифорнийского университета в Сан-Диего взяла для опытов прозрачную рыбку Danionella cerebrum. В квадратный аквариум смотрели две смежные стены-монитора: на них показывали трехмерную картину с морским дном и темным небом. Затем там возникала темная сфера и надвигалась на рыб, изображая хищника. Одиночные особи прибавляли за полсекунды 6,0 ± 4,6 миллиметра в секунду. Вчетвером рыбы разгонялись сильнее — на 17,3 ± 2,7 миллиметра в секунду, причем отплывали дальше и в разные стороны, отчего промежутки между ними росли. Через десять секунд стая снова собиралась.
Во второй серии опытов проверяли тех, кто угрозу не заметил. Они тоже ускорялись и рассеивались, но скорость реакции зависела от числа осведомленных соседей: чем больше рядом рыб, увидевших опасность, тем раньше начиналось движение. Особи, вовсе не наблюдавшие угрозу, ускорялись лишь при большом количестве таких сородичей.
Затем ученые добавили виртуальных рыбок, плавающих в трехмерном пространстве. Когда настоящая рыба слишком близко подходила к экрану, виртуальные уплывали или пропадали. Данионеллы отвечали бегством, отходя от монитора на 40–84 миллиметра, причем тем дальше, чем больше беглецов видели. Срабатывало это только при естественном движении — с рывками, скольжением и работой хвоста. Линейно плывущие виртуальные рыбы с неподвижным хвостом реакции не вызывали.
Нейроны реагировали на виртуальные объекты по-разному. Сильнее всего — на приближающийся шар и на двигающиеся по-живому объекты, которые вдруг уплывали. Обученный классификатор различал биологическое движение от линейного в 72,6 процента случаев, а вот побег и исчезновение — нет: для рыб эти события выглядели одинаково. Нужные нейроны находились преимущественно в оптическом тектуме, частично — в дорсальном таламусе, переднем и заднем мозге.
Вывод ученых: стая данионелл рассеивается, потому что особи видят внезапно уплывающих или пропадающих сородичей. За такое поведение отвечает популяция нейронов в оптическом тектуме и таламусе, срабатывающих на быстрое исчезновение визуальных объектов, движущихся подобно рыбам. Похожие механизмы визуальной коммуникации, вероятно, действуют и в других коллективных ситуациях.
