Група вчених зі США, Німеччини та Індії підтвердили, що личинки рибок даніо-реріо здебільшого сприймають нижнє поле зору під час плавання. Особливості дна водойми дозволяють їм краще контролювати положення свого тіла та змінювати швидкість плавання відповідно до сили течії. Стаття з результатами дослідження опублікована в Current Biology.
Даніо-реріо змінює напрям руху, підлаштовуючись до візерунків, спроєктованих на дно акваріума. E. Alexander / Northwestern University
Куди дивляться тварини під час руху?
Відомо, що при корекції свого руху тварини отримують інформацію з різних ділянок поля зору. Метелики воліють дивитися або вгору, або вниз, щоб керувати своєю поведінкою. Оси зберігають певний кут над своїми гніздами під час здійснення посадки, богомол реагує переважно на оптичний потік у центральному полі зору, а люди віддають перевагу нижньому полю зору для утримування положення тіла під час ходьби.
Нещодавно з’ясували, що для личинок даніо-реріо (Danio rerio) — популярних модельних організмів при вивченні поведінкових та нейронних реакцій — під час плавання найбільше значення має нижнє поле зору. І для них характерна так звана оптомоторна реакція – схильність спрямовано пливти разом із рухомими зоровими подразниками, ніби наздоганяючи їх. В причинах цього явища вирішила розібратися група вчених зі США, Німеччини та Індії, очолювана науковицею зі ступенем з комп’ютерних дисциплін з Північно-Західного університету.
Як виявляли напрямок зору даніо-реріо?
Вчені вирішили провести дослідження не лише в умовах лабораторії, а й у природному середовищі, де якраз і сформувалися мозок та поведінкові реакції даніо-реріо. Для цього вони дослідили сім водних ділянок в штаті Ассам в Індії – батьківщині даніо-реріо. Ці ділянки відрізнялися рядом ознак: стояча чи проточна вода, наявність чи відсутність водної рослинності, гарне чи погане освітлення, різний донний субстрат (мул, пісок, камінь).
У своєму дослідженні вчені використали роботизовану руку, оснащену 360-градусною водонепроникною камерою. Її занурювали у водойму та фіксували те, що могли бачити плаваючі там рибки даніо-реріо.
Також науковці провели дослідження і в лабораторних умовах. На дно спеціального акваріума вони спроєктували малюнок у вигляді темних і світлих смуг. При зміні зображень рибки прискорювали рухи та швидко перелаштовувались, розміщуючи своє тіло паралельно світловим смужкам на дні.
Що вдалося дізнатися нового?
Узагальнивши та змоделювавши дані з обох досліджень, вчені підтвердили, що в обох сценаріях — у дикій природі та в лабораторії — рибки даніо-реріо дивляться вниз, коли пливуть вперед. Вчені вважають, що це дає можливість рибкам зрозуміти напрямок руху навколишнього середовища.
Використання рибками таких орієнтирів як поверхня води або інші риби та рослини, що рухаються повз, може ввести в оману, створивши ілюзію їхнього власного руху. А ось дно водойми має сталі властивості – камінці, водорості тощо – що весь час залишаються на місці. Вони дозволяють рибкам зорієнтуватися щодо сили течії, врахувавши наскільки сильно їх зносить відносно цих нерухомих орієнтирів. Відповідно до цього, рибки прискорюють або сповільнюють свої рухи.
Вчені вважають, що їхні дані можуть допомогти в створенні більш досконалих біонічних роботів. Для більшої природності їхньої поведінки слід буде реалізувати те, щоб під час плавання вони отримували більшість інформації з нижнього поля зору, а при пошуку здобичі – з верхнього.
Нещодавно ми також писали, що слух личинок даніо-реріо виявився недооціненим. З’ясувалося, що рибки чують краще, ніж досі вважали, тож вони цілком можуть слугувати модельним організмом для вивчення розвитку слуху. А ось тактильна чутливість плавців риб виявилася майже так само високою, як і в подушечок пальців приматів.