Крошечные рыбки практикуются и всё лучше строят подводные гнезда из раковин 

Фото из открытых источников

Некоторые рыбы строят гнезда сложным способом. Они захватывают брошенную раковину улитки, закапывают её в песок и поселяются в ней. Для одного небольшого вида из Восточной Африки это обычное дело.

В руководствах по аквариумистике это описывалось десятилетиями. Бросьте ракушку в аквариум, и рыба закопает её в течение нескольких часов. Но никто не смог передать, как выглядит первая попытка.

Исследователи выращивали этих рыб с рождения без панциря. Затем они сняли на видео, как каждая из них, уже будучи взрослой, знакомится с панцирем. Рыбы знали все этапы; правильно их выполнить было уже совсем другим делом.

Эта рыба — цихлида, Lamprologus ocellatus, из озера Танганьика в Восточной Африке. В дикой природе она обитает в пустой раковине улитки. Она использует раковину как убежище и место для выращивания потомства.

Секрет кроется в правильном расположении. Используя только плавники и рот, рыба выкапывает яму и втыкает в песок кончиком раковины вниз. Затем она засыпает сверху песком, пока не останется видно только отверстие.

Свантье Гретш возглавляла группу исследователей в Институте биологического интеллекта им. Макса Планка (MPI). Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.

Был ли этот навык врождённым или приобретённым? Чтобы это выяснить, каждую рыбу подвергли воздействию одинаковых панцирей, напечатанных на 3D-принтере.

Чтобы проверить инстинкты, команда выращивала рыб с рождения в аквариумах без раковин. Эти животные никогда не видели предмета, для использования которого они были созданы. Став взрослыми, они впервые встретились с раковиной.

Они всё равно строили. Наивные рыбы выполняли те же действия, что и опытные мастера: копали, устанавливали раковину на место и засыпали её. Последовательность действий была ясна с самого начала.

Это указывает на нечто заложенное на генетическом уровне. Таким образом, сами этапы являются врожденными, как биологи долгое время предполагали в отношении строительства гнезд. Удивление вызвала повторная попытка той же рыбы.

Первая попытка оказалась неудачной. Неопытным рыбам потребовалось около 12 часов, чтобы построить гнездо. Опытные строители справляются с той же работой примерно за три часа.

Знание этапов — это не то же самое, что умение их выполнять. Но неуклюжесть быстро прошла. Еще две тренировки с интервалом примерно в десять дней резко ускорили процесс ловли рыбы.

Они построили третье гнездо примерно за четыре с половиной часа. Инстинкт послужил образцом; повторение – навыком. Никто еще не смог так четко отобразить эту кривую обучения у рыб.

В основе этого открытия лежит разрыв между врожденными навыками и приобретенными умениями. Это не зацикленная программа.

Рыба совершенствуется в каком-либо ремесле, подобно тому как человек оттачивает ручные навыки. Аналогичное обучение наблюдается в исследованиях птиц, строящих гнезда, которые долгое время считались действующими исключительно на основе инстинкта.

Может ли улучшение быть временным и исчезнуть после прекращения тренировок? Команда проверила. После третьего занятия им удалось сохранить рыбу, питающуюся моллюсками, в течение целого года.

Когда рыбам наконец удалось найти еще один панцирь, они начали строить, как опытные архитекторы. Не было медленного, неуклюжего перезапуска, не было возвращения к 12-часовой борьбе. Все, чему они научились годом ранее, осталось неизменным.

Год — это долгий срок для маленькой рыбки, чтобы сохранить навык, который она никогда не отрабатывала. Такая способность к запоминанию говорит о большем, чем просто рефлекс, который случайно улучшился с практикой.

У команды оставалось последнее, и весьма интересное, испытание. Раковины улиток почти всегда закручиваются по спирали в одном и том же направлении. Рыба, вращающая раковину по часовой стрелке, может на это рассчитывать.

Поэтому исследователи передали им раковины, вращающиеся в неправильном направлении по спирали — явление крайне редкое в природе. Рыбы приспособились. Разобравшись в ситуации, они изменили направление и начали вращать раковины против часовой стрелки.

Эти рыбки не были привязаны к одному фиксированному движению. Они могли «читать» объект перед собой и менять план. Эта гибкость отличает мыслящего строителя от заводной игрушки.

«Долгое время считалось, что строительство гнезда — это исключительно врожденные поведенческие особенности. Но исследования птиц и наши собственные исследования показывают, что когнитивные способности, такие как обучение, запоминание и адаптация, также играют важную роль», — говорит Гретч.

Поведение указывало на обучение и память, и мозг с этим соглашался. По мере роста рыбы активизировалась область мозга, работающая подобно гиппокампу. У млекопитающих эта структура отвечает за память и пространственную навигацию.

Таким образом, рыба, разбрасывающая песок, может задействовать те же нейронные цепи, которые люди используют для ориентирования. Многолетняя работа связывает этот регион с подобными навыками. Строительство гнезд здесь – это нечто большее, чем просто рефлекс.

Гретш здесь осторожна. Наблюдение за активностью этой области не объясняет, как мозг управляет этим поведением. Она называет свою работу ранним взглядом на процесс, более сложный, чем кто-либо предполагал.

Результат опровергает давно устоявшееся предположение. Строительство гнезда у этой рыбы — это не только инстинкт или обучение, но и то, и другое. Сначала развивается врожденная последовательность, затем приобретается навык, который сохраняется в течение года.

Базовое поведение является естественным, но навыки улучшаются с практикой. Такое сочетание дает исследователям новый способ наблюдать за тем, как инстинкт и обучение объединяют в себе одно поведение. Трюк с напечатанным на 3D-принтере панцирем позволяет проводить эксперименты, невозможные в дикой природе.

Более широкий охват — сам мозг. Область, похожая на гиппокамп, теперь связана с реальным, наблюдаемым поведением у рыб. Исследователи могут начать отслеживать, как эта древняя нейронная сеть превращает цель в готовое гнездо.

Это также поднимает более широкий вопрос. Насколько то, что мы считаем инстинктом, на самом деле формируется в процессе обучения?