Жизнь на суше сделала мангровых рыбок умнее
Мангровые рыбки Kryptolebias marmoratus могут проводить на суше около двух месяцев — и, как выяснили канадские ихтиологи, это положительно сказывается на их интеллекте. Особи, которых в течение восьми недель держали в периодически осушаемой емкости или регулярно доставали из воды и вынуждали прыгать по поверхности фильтровальной бумаги, эффективнее находили пищу в лабиринте, чем их сородичи, восемь недель находившиеся в воде. Кроме того, у рыбок из группы, членов которой заставляли совершать прыжки, увеличилось количество клеток в области мозга, отвечающей за пространственное ориентирование. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Proceedings of the Royal Society B.
Рыба, оказавшаяся за пределами воды, кажется обреченной на мучительную гибель. Однако в действительности существует не менее 200 видов рыб, которые регулярно выходят на сушу. Самый известный пример такого рода — илистые прыгуны (Periophthalmus), обитатели мангровых лесов и морских побережий. Чтобы научиться выживать как на суше, так и в воде, земноводным рыбам пришлось приобрести целый ряд физиологических адаптаций, связанных с дыханием, осморегуляцией, питанием и передвижением.
Ихтиологи из Гуэлфского университета Джулия Росси (Giulia S. Rossi) и Патриша Райт (Patricia A. Wright) предположили, что рыбам, которые периодически живут на суше, требуется более развитый интеллект, чем их строго водным сородичам. Дело в том, что представители таких видов должны уметь ориентироваться в двух совершенно разных средах и спасаться как от водных, так и от наземных хищников.
Для проверки данной гипотезы Росси и Райт провели ряд экспериментов с карпозубыми рыбами Kryptolebias marmoratus. Эти мелкие, длиной несколько сантиметров, рыбки населяют мангровые заросли от Флориды до Южной Америки. Обычно криптолебиасы держатся во временных лужах или заполненных водой норах крабов, однако периодически покидают их ради переселения в другие водоемы или поиска пищи и партнеров. На суше они передвигаются с помощью прыжков, а дышат кожей. В отдельных случаях эти рыбки способны проводить вне воды около двух месяцев.
Исследовательницы отобрали 85 особей K. marmoratus из гермафродитной популяции с гондурасского острова Утила и поместили каждую в индивидуальную емкость с парафиновым дном, имитирующим сложный рельеф побережья. Рыбок разделили на три группы. Представители контрольной все время находились в воде, а емкости особей из земноводной группы осушали и вновь наполняли водой раз в один-три дня. Рыбок из третьей группы держали в воде, однако в течение трех-четырех дней в неделю их извлекали из емкостей, помещали на влажную фильтровальную бумагу и с помощью слабых тычков ручкой вынуждали прыгать на протяжении нескольких минут.
Восемь недель спустя Росси и Райт отобрали из каждой группы примерно по двадцать рыбок и подвергли их испытаниям с помощью T-образного лабиринта. В одно из ответвлений установки исследовательницы помещали мотыля, а в другое — такого же мотыля, но завернутого в сетку и недоступного для криптолебиасов. Рыбок сажали в огороженное основание лабиринта и, дав им освоиться в течение пяти минут, убирали барьер. В течение следующих тридцати минут авторы с помощью камер фиксировали, как быстро рыба найдет и съест мотыля. Каждую особь тестировали раз в сутки на протяжении десяти дней (при этом расположение доступного и недоступного корма от теста к тесту не менялось).
Оказалось, что рыбки из контрольной группы, которые провели восемь недель в воде, справляются с заданием хуже сородичей. В первый день эксперимента они находили доступного мотыля медленнее, чем особи из земноводной группы (p=0,02) и особи, которых вынуждали прыгать (p=0,01). При этом чем больше времени рыбка тратила на попытки вытащить недоступный корм из сетки, тем позже она съедала доступный (p<0,001). В последующие дни рыбки выбирали правильный рукав лабиринта все быстрее. Однако у особей из контрольной группы прогресс шел медленнее: в поисках доступного мотыля они преодолевали большее расстояние, чем их сородичи из двух других групп (p=0,01).
Рыбок, которые не участвовали в экспериментах, умертвили и изучили строение их мозга. Исследовательниц интересовала конкретная его область — дорсолатеральный паллиум. У костных рыб этот регион отвечает за пространственную память, то есть является гомологом гиппокампа птиц и млекопитающих. Росси и Райт удалось выяснить, что у криптолебиасов из группы, членов которой вынуждали прыгать, в дорсолатеральном паллиуме наблюдается ускоренная пролиферация клеток по сравнению с контрольной группой (p=0,03). У рыбок из земноводной группы деление клеток в мозге также шло активнее, чем у контрольных, однако эта разница оказалась статистически недостоверной.
По мнению Росси и Райт, полученные ими результаты свидетельствуют, что жизнь на суше запускает у K. marmoratus активный нейрогенез — и это положительно сказывается на их способностях к пространственному обучению. Возможно, мозг предков наземных позвоночных обладал сходной пластичностью, что и позволило им успешно освоить сушу. В будущем исследовательницы намерены проверить свои наблюдения в дикой природе.
Недавно биологи уличили в охоте на полуназемную добычу голубоперых балистодов (Balistoides viridescens) — рыб из семейства спинороговых (Balistidae). В ходе наблюдений на одном из островов Красного моря ученые зафиксировали, как рыба этого вида выбрасывается на мелководье в попытке поймать сидящего на берегу краба. Одна из атак закончилась успешно: балистод схватил жертву и утащил ее под воду.
Сергей Коленов
Они повлияли на выбор материала и размер барабанных палочек
Самцы черных какаду при изготовлении музыкальных инструментов, с помощью которых они барабанят по стволам деревьев, выбирают их материал и размеры в зависимости от индивидуальных предпочтений. Орнитологи выяснили, что некоторые представители этого вида создают барабанные палочки только из веток, а другие также используют твердые оболочки плодов. Кроме того, ученые выявили индивидуальные различия в размерах барабанных палочек. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Proceedings of the Royal Society B. Черные какаду (Probosciger aterrimus) выработали необычный способ общения с сородичами. Самцы этих попугаев из популяции, обитающей на австралийском полуострове Кейп-Йорк, во время брачных демонстраций берут в левую лапу ветку или твердую оболочку плода гревиллеи Grevillea glauca и ритмично ударяют ими по стволу дерева (хотя нередко они просто бьют по стволу лапой). Так они производят громкий звук, с помощью которого обозначают границы территории и привлекают самок. Ритм этого звука у каждого самца индивидуален. А чтобы музыкальными инструментами было удобнее пользоваться, какаду обкусывают ветки до примерно 20-сантиметровой длины и удаляют с них листья и придают оболочкам плодов определенную форму. Как правило, на территории самцов есть несколько деревьев для демонстраций — и они переносят барабанные палочки между ними. https://youtu.be/2_wh3liNT_o Команда орнитологов под руководством Роберта Хейнсона (Robert Heinsohn) из Австралийского национального университета решила больше узнать о том, как черные какаду создают музыкальные инструменты из веток и плодов. Для этого исследователи отправились в национальный парк Кутини-Пайяму, расположенный на полуострове Кейп-Йорк. В 2013–2015 годах они собрали около демонстрационных деревьев какаду, расположенных в парке и его окрестностях, 256 музыкальных инструментов этих птиц: 227 из них были сделаны из веток и 29 — из оболочек плодов. Средняя длина барабанных палочек из веток составила 208,6 миллиметра, ширина — 12,8 миллиметра, а масса — 15,8 грамма. Средняя хорда палочек (то есть кратчайшее расстояния между концами палочки) равна 209,6 миллиметра, кривизна (вычисленная путем деления длины палочки на ее хорду) — 1,02, а количество сучков, оставшихся после удаления второстепенных веточек — 2,2. Музыкальные инструменты их оболочек плодов имели средние размеры 39,1 миллиметра на 41 миллиметр на 33,9 миллиметра. На следующем этапе Хейнсон и его коллеги оценили индивидуальные предпочтения какаду при выборе материала для музыкальных инструментов и их обработке. Чем больше инструментов авторы находили под демонстрационным деревом, тем выше была вероятность, что среди них окажется оболочка плода. Кроме того, выяснилось, что самцы чаще используют инструменты из оболочек плодов вместе с барабанными палочками из веток, если их соседи пользуются только барабанными палочками. При этом, хотя многие самцы барабанили только ветками, ни один из тринадцати самцов, под деревом которого исследователи нашли больше шести инструментов, не барабанил только оболочками плодов. Лишь у одной особи из четырнадцати инструментов, найденных под демонстрационным деревом, тринадцать были сделаны из оболочек плодов. В целом анализ продемонстрировал, что предпочтения самцов при выборе материала для инструментов распределены не случайным образом. Ограничив выборку двенадцатью самцами, под деревьями которых были найдены более шести инструментов (особь, отдававшую предпочтение оболочкам плодов, из этого анализа исключили), Хейнсон с соавторами установил, что длина и хорда барабанных палочек заметно отличаются от особи к особи. Похожие закономерности были выявлены для музыкальных инструментов, использовавшихся какаду в течение одного сезона, причем в данном случае к различиям в длине и хорде добавились различия в ширине и массе. Результаты исследования демонстрируют, что у самцов черных какаду есть индивидуальные предпочтения при выборе материала для изготовления музыкальных инструментов. Кроме того, разные особи предпочитают барабанные палочки разного размера и формы. Авторы подчеркивают, что ветки деревьев и плоды гревиллей, подходящие для изготовления музыкальных инструментов, встречаются в парке Кутини-Пайяму в изобилии. Таким образом, индивидуальные различия в предпочтениях какаду нельзя объяснить дефицитом материалов. Зоологам уже известны примеры видов, представители которых демонстрируют индивидуальные предпочтения при выборе материала для инструментов и их изготовлении. Например, новокаледонские вороны (Corvus moneduloides) из разных популяций создают крючки и колючки из разных видов растений. Однако черные какаду стали первым примером такой индивидуальной изменчивости при изготовлении инструментов, не связанных с добычей пищи. Возможно, различия в предпочтениях какаду связаны с тем, что у каждого самца есть свой индивидуальный стиль барабанного боя. При этом молодые птицы, скорее всего, формируют эти предпочтения, наблюдая за барабанящими отцами. Ранее орнитологи выяснили, что танимбарские какаду (Cacatua goffiniana), которые обитают на востоке Индонезии, создают из дерева три разных типа инструментов и используют их, чтобы извлечь содержимое из-под оболочки семян церберы. Толстый тупой клин позволяет расширить щель во внешнем слое, маленький острый «нож» — разрезать лежащую ниже тонкую оболочку, а «ложкой» птица извлекает кусочки семени. Орнитологи, описавшие данное поведение, предполагают, что это самый сложный пример использования инструментов среди всех животных, у которых нет рук.