Цихлиды могут определять внимание дайверов к своему потомству и реагируют на это

Фото из открытых источников

Исследование предполагает, что эти рыбы могут обладать рудиментарной формой «приписывания внимания» — когнитивной способностью, которая до сих пор изучалась в основном у млекопитающих и птиц.

В глубинах озера Танганьика в Африке, одной из старейших и наиболее разнообразных пресноводных экосистем на планете, обитает скромный гигант: императорская цихлида (Boulengerochromis microlepis). Эта рыба, достигающая 80 сантиметров в длину, известна как одна из крупнейших цихлид в мире и благодаря тщательному уходу, который оба родителя уделяют своим икре и малькам.

Теперь исследования, проведенные группой ученых из Киотского университета и Осакского столичного университета в Японии, показали, что эти рыбы способны на то, что до недавнего времени считалось исключительной прерогативой животных с более сложным мозгом: они могут определять, куда направляет свое внимание потенциальный нарушитель — в данном случае, дайвер — и соответствующим образом корректировать свое защитное поведение.

Исследование, авторами которого являются Шун Сато, Рё Хидака и Рёичи Иноуэ и которое опубликовано в журнале Royal Society Open Science, открывает захватывающее окно в эволюцию социального познания у позвоночных. До сих пор способность реагировать на направление взгляда другого индивида, известная как чувствительность к взгляду, и даже возможность приписывать внимание исследовались в основном у приматов, собак и некоторых птиц. Эта работа предполагает, что рыбы, наиболее примитивная линия позвоночных, могут обладать этой способностью.

Для проведения исследования ученые совершили погружения в южную часть озера Танганьика в Республике Замбия. Там они обнаружили кладки императорских цихлид на двух критически важных стадиях размножения: когда родители защищали икру, отложенную на субстрате, и когда они охраняли мальков на ранних стадиях, еще неподвижно находящихся в песчаных полостях.

Основная идея была проста, но гениальна. Императорские цихлиды чрезвычайно агрессивны, защищая своё потомство. Исследователи хотели определить, зависит ли эта агрессивность от того, что дайвер «сообщает» своим телом и, прежде всего, глазами. Для этого они разработали четыре различных экспериментальных ситуации, каждая из которых длилась 60 секунд, и записывали реакции рыб с помощью подводных камер.

В первом варианте эксперимента ныряльщик располагался перед кладкой на фиксированном расстоянии в 30 сантиметров и направлял свой взгляд прямо на икру или мальков. Во втором варианте эксперимента ныряльщик держал тело по направлению к малькам, но поворачивал голову, чтобы смотреть в другую сторону, избегая визуального контакта с кладкой.

В третьем варианте эксперимента дайвер полностью развернулся так, чтобы его спина, включая ласты, была обращена к кладке. В четвертом и последнем варианте эксперимента дайвер не смотрел на мальков, а сосредоточил свое внимание непосредственно на родителях, охраняющих их.

Гипотеза была ясна. Если рыбы чувствительны к вниманию нарушителя, они должны проявлять более интенсивную реакцию, когда дайвер смотрит на то, что они считают своим самым ценным достоянием: на свое потомство. Если рыбы способны распознавать распределение внимания дайверов, авторы исследования предположили, что агрессия будет выше в условии 1 (прямой взгляд на икру или мальков), чем в условиях 2 и 3.

Результаты, полученные в ходе анализа семи пар, убедительно подтвердили прогнозы ученых. Императорские цихлиды значительно чаще нападали на дайверов, когда те смотрели прямо на их мальков. Напротив, когда дайвер отводил взгляд или, особенно, поворачивался спиной к кладке, количество атак и демонстраций угрозы — таких как расширение жаберных крышек — заметно уменьшалось.

В статье отмечается, что агрессия значительно чаще проявлялась в условиях 1, когда дайверы смотрели прямо на икру или мальков, по сравнению с условиями 2 и 3. Напротив, существенных различий в уровне агрессии между условиями 1 (наблюдение за молодняком) и 4 (наблюдение за родителями) обнаружено не было. Другими словами, для рыб дайвер, пристально смотрящий на их потомство, представляет такую же серьезную угрозу, как и тот, кто смотрит прямо на них.

Интересно, что время, проведенное рыбами рядом с дайвером, показало другую закономерность. Рыбы, как правило, дольше оставались вблизи нарушителя, когда последний направлял свои плавники к кладке (условие 3), — поведение, которое исследователи интерпретируют как возможную стратегию мониторинга или преследования в ответ на угрозу, которая не имеет четкого определения.

Исследование также выявило существенные различия между полами. Самцы были значительно агрессивнее самок, что соответствует их роли в защите территории и потомства. Однако порядок предъявления стимулов не влиял на реакцию, что позволяет предположить, что рыбы не обучались и не привыкали в течение короткого экспериментального периода.

Ключевой вопрос, возникающий в связи с этим открытием, заключается в том, является ли эта реакция всего лишь инстинктивным рефлексом на визуальный стимул — например, форму двух глаз — или же она включает в себя более сложный когнитивный процесс. Авторы склоняются ко второй возможности, хотя и с осторожностью, необходимой в науке.

Ключевым понятием здесь является атрибуция внимания — способность распознавать, куда направлено внимание другого человека. Речь идёт не просто о том, чтобы обнаружить, что на вас смотрят, а о том, чтобы сделать вывод, что взгляд может быть направлен на объект или быть релевантным. Однако наши результаты показывают, что рыбы могут проявлять не только базовую чувствительность к взгляду: они также могут ориентироваться на направление взгляда других и реагировать на него, что является рудиментарной формой «атрибуции внимания», как утверждают Сато и его коллеги.

Эта интерпретация подтверждается экологическим контекстом вида. Императорские цихлиды — долгоживущие животные, которые размножаются лишь несколько раз за свою жизнь и обеспечивают родительскую заботу, которая может длиться до девяти месяцев. Крайне маловероятно, что наблюдаемые особи ранее сталкивались с дайверами во время размножения, что в значительной степени исключает возможность того, что их поведение является результатом простого ассоциативного обучения, такого как метод проб и ошибок. Возможности изменить поведение защиты потомства посредством ассоциативного обучения были бы крайне ограничены, утверждают исследователи.

Более того, стимулы были практически идентичны во всех экспериментальных условиях, различаясь только направлением взгляда или ориентацией тела. Это делает маловероятным, что реакция обусловлена какой-либо одной особенностью, например, видимостью глаз дайвера через маску.

Помимо чисто зоологического интереса, это открытие имеет важные практические последствия, особенно в мире, где дайвинг и природный туризм набирают популярность. Если простое направление взгляда человека может изменить поведение животных и потенциально вызвать стресс, становится необходимым переосмыслить наше взаимодействие с дикой природой.

Необходимо также учитывать потенциальный стресс, вызываемый взглядом дайвера. Наши результаты показывают, что даже если взгляд дайвера не направлен непосредственно на рыбу, он все равно может изменять ее поведение и вызывать стрессовые реакции, предупреждают авторы. Этот стресс, будь то агрессия или реакция бегства, может иметь последствия для жизнеспособности животных, влияя на репродуктивный успех или выживание.

Таким образом, исследование не только открывает новый путь для понимания эволюции познания, но и посылает прямой сигнал руководителям охраняемых территорий, дайвинг-гидам и ученым. Поскольку дайвинг становится все более популярной формой морского экотуризма, эти стрессовые эффекты следует оценивать наряду с физическими воздействиями, такими как деградация среды обитания, отмечают исследователи. В этой связи они предполагают, что даже в научных контекстах использование видеокамер может быть менее инвазивным методом, чем прямое наблюдение.

Сами авторы признают, что их исследование носит предварительный характер и что, как и в случае с исследованиями чувствительности взгляда у млекопитающих и птиц, нельзя полностью исключить более простые альтернативные объяснения. Одна из главных технических трудностей заключается в разделении влияния взгляда от влияния ориентации головы или тела. У рыб, как и у многих животных, обе оси обычно выровнены, что усложняет анализ.

Ученые отмечают, что еще предстоит выяснить, применима ли эта способность императорских цихлид только к людям-ныряльщикам. Однако они ссылаются на предыдущие исследования других рыб, например, тех, которые сотрудничают в охоте или защищают территории, и которые, по-видимому, также используют сигналы, связанные с вниманием. Это позволяет предположить, что наблюдаемая реакция не является специфичной для людей, а составляет часть более широкого поведенческого репертуара для оценки угроз в окружающей среде.

В любом случае, работа Сато, Хидаки и Иноуэ добавляет важный элемент к головоломке когнитивной эволюции. Демонстрируя, что рыба — позвоночное животное со структурой мозга, сильно отличающейся от структуры мозга млекопитающих, — может изменять свое поведение в зависимости от того, на что смотрит незнакомец, она подтверждает идею о том, что чувствительность к вниманию является экологически значимым и широко распространенным признаком в животном мире.

Как заключают исследователи в своей статье: способность императорских цихлид модулировать свои реакции в зависимости от состояния внимания дайвера подчеркивает, что чувствительность к взгляду является экологически значимым признаком у позвоночных. Это открытие не только расширяет наше понимание эволюционного происхождения социального познания, но и подчеркивает необходимость учитывать влияние «взгляда» на дикую природу в контексте экотуризма и охраны природы. В конечном итоге, это напоминает нам, что в природе быть под наблюдением — это не нейтральный акт, и что рыбы, из своего безмолвного подводного мира, также отвечают на наш взгляд — и интерпретируют его.