Брызгуны разделили незнакомые объекты на съедобные и несъедобные

Израильские ихтиологи выяснили, что пятнистые брызгуны умеют разделять незнакомые объекты на категории, основываясь на предыдущем опыте. В экспериментах эти рыбы научились по форме отличать впервые увиденные изображения насекомых и пауков от изображений несъедобных предметов, таких как листья и цветки. Более того, ученые подтвердили, что брызгуны распознают знакомые объекты независимо от угла обзора, ориентации и контраста. Результаты исследования опубликованы в Journal of Experimental Biology.

Рыбы из рода брызгунов (Toxotes) известны умением стрелять выпущенной изо рта струей воды. В природе этот навык позволяет им охотиться на насекомых, которые сидят на околоводной растительности или на суше. А ученые используют его, чтобы исследовать интеллект рыб. Они предлагают брызгунам различные задачи, при решении которых нужно стрельнуть водой в определенное изображение на сенсорном экране. Особенно часто брызгуны участвуют в тестах на распознавание визуальных образов. Например, несколько лет назад исследователям удалось доказать, что эти рыбы различают человеческие лица.

Команда ихтиологов под руководством Ронена Сегева (Ronen Segev) из Университета имени Давида Бен-Гуриона в Негеве решила больше узнать о том, как брызгуны распознают природные объекты. Для этого они отобрали четырнадцать пятнистых брызгунов (T. chatareus) и научили их стрелять по мишеням на сенсорном экране. Затем с рыбами провели ряд экспериментов, в ходе которых им демонстрировали черно-белые изображения объектов, характерных для их естественной среды обитания. Среди них были изображения типичных жертв брызгунов (насекомых и пауков) и несъедобных предметов (листьев и цветков).

На первом этапе четырех подопытных рыб натренировали стрелять по изображению конкретного паука. Затем им предлагали выбрать между этим пауком и отвлекающей картинкой: цветком, листом или другим пауком. Во время испытаний авторы использовали разные изображения нужного паука, отличающиеся размером, ориентацией, контрастностью и положением на экране. Ни с одним из них рыбы не сталкивались на стадии тренировок. Если брызгун делал правильный выбор, его награждали кормом. Завершив эксперимент с пауком, его повторили с изображением конкретного муравья.

Все четыре брызгуна справились с поставленной задачей. Оказалось, что они хорошо отличают конкретных пауков и муравьев от несъедобных предметов — и от других пауков и муравьев. Даже особь с самыми слабыми результатами делала правильный выбор в 66-79 процентах случаев. Для ее более способных сородичей этот показатель составил 72-84 процента.

В первом эксперименте Сегев и его коллеги проверяли, насколько хорошо брызгуны различают конкретные объекты. Во втором исследователи оценивали способности этих рыб к обобщению. Для этого шести особям демонстрировали пары незнакомых им картинок. Каждая из них включала изображение съедобного и несъедобного объекта (в общей сложности около 1600 изображений). Чтобы получить награду, брызгуны должны были выстрелить в изображение съедобного объекта.

Даже отстающие особи сделали правильный выбор как минимум в 61-67 процентах случаев. Результаты лучших уложились в диапазон 74-80 процента. Интересно, что четыре рыбы, которых натренировали стрелять по изображениям несъедобных объектов, столь же успешно справлялись с заданием. Таким образом, брызгуны действительно делают выбор, а не просто следуют врожденным поведенческим программам, которые указывают им стрелять по насекомым и паукам.

На последнем этапе исследователи решили выяснить, на какие признаки ориентируются брызгуны при выборе мишени. Для этого они построили компьютерную модель, основанную на результатах экспериментов. Оказалось, что для брызгунов наиболее важны две характеристики объектов: отношение выпуклой оболочки к площади и эксцентритет. Обе они описывают форму. При этом характеристики текстуры играют для этих рыб менее значительную роль. Дополнительные эксперименты подтвердили, что брызгуны продолжают хорошо отличать съедобные объекты от несъедобных, если демонстрировать им только их однотонные силуэты. Однако если показывать рыбам лишь текстуру объектов, они справляются с заданием куда хуже. Интересно, что у приматов форма объектов также играет важнейшую роль при выборе, а голуби обращают больше внимания на текстуру.

Результаты исследования демонстрируют, что брызгуны способны распознавать знакомые объекты независимо от угла обзора, контраста, ориентации и других характеристик. Более того, эти рыбы умеют обобщать информацию об увиденных ранее изображениях и используют ее, чтобы распределять незнакомые объекты по категориям.

Ранее мы рассказывали о том, как у полосатых брызгунов (T. jaculatrix) обнаружили способность оценивать относительное количество объектов. В экспериментах этим рыбам предлагали выбрать из двух наборов точек на мониторе, причем одни особи получали награду, когда стреляли по стимулу, состоящему из меньшего числа точек, а другие — наоборот. Брызгуны быстро усвоили эту закономерность и выбирали правильный набор даже когда количество точек в наборах менялось.

Сергей Коленов