Личинки рыбок данио посчитали полосы

Личинки рыбок данио могут различать множества уже через три дня после рождения. Ученые из Италии растили личинок в аквариуме с многочисленными полосами на стенах, а затем переместили в другие резервуары, на двух стенах которого было по несколько полос. Личинки рыб предпочитали проводить время у стенок с большим числом полос, и, судя по всему, различали их количество. Результаты исследования опубликованы в Communications Biology.

Многие животные умеют считать. Не так, как люди, но они способны различать "много" и "мало" (обычно в экспериментах используют точки или пятна), причем иногда — с большой точностью, например, различают 8 и 9. Способность к счету или различению множеств влияет почти на все жизненно важные функции: это помогает животным выбирать место, где больше еды, защищаться от хищников, размножаться, заботиться о потомстве. Считают не только млекопитающие, но и рыбы, амфибии, рептилии, птицы и даже насекомые.

Существует гипотеза, что все позвоночные рождаются со способностью к счету, то есть в их мозге есть нейронные сети, обрабатывающие числа. Тогда умение считать должно проявляться уже на ранних стадиях развития мозга, но проверить это трудно — большинство животных рождаются уже достаточно развитыми и их мозг похож на мозг взрослых особей. Исследования показали, что новорожденные дети и даже те, которые еще не родились, способны обрабатывать числа, но как это работает у других видов — не известно.

Тайрон Лукан-Ксиккато (Tyrone Lucan-Xiccato) из Университета Феррары и его коллеги нашли способ проверить гипотезу: они взяли личинок рыбок данио (Danio rerio), которые вылупляются из икринок всего через два-три дня после оплодотворения и первые несколько дней неподвижно лежат на дне.

Ученые разводили личинок данио в аквариуме с черными вертикальными полосами по всему периметру. Так они имитировали водоросли в естественной среде обитания рыб. Важно то, что в природе рыбки данио живут как в местах обитания с растительностью, так и там, где ее нет. В таком аквариуме личинки жили в течение четырех дней после вылупления. Контрольные личинки находились в аквариуме без полос. На четвертый день, когда личинки уже начали плавать, их переместили в новые резервуары, на двух стенках которых было разное количество вертикальных полос: от одной до четырех; две другие стенки были пустыми.

Личинки проводили примерно вдвое больше времени у стенки с большим количеством полос по сравнению со стенкой, где полос было меньше (56,9 ± 29,4 секунд против 32,0 ± 23,7 секунд, P  < 0,001). Но чем сложнее рыбкам было различить количество полос, тем слабее было предпочтение. Контрольные личинки не выражали предпочтений.

Затем ученые сделали полосы сопоставимыми по площади, чтобы исключить тот вариант, когда рыбки ориентировались бы не по количеству. То есть на 2, 3 или 4 узких полосы на одной стенке резервуара приходилась одна широкая полоса на другой. Личинки и в этом случае продолжали предпочитать большее количество полос. Таким образом, отметили ученые, личинки рыбок данио действительно различают именно количество полос и по какой-то причине отдают предпочтение большему, если растут в полосатой среде. Предпочтение сохранилось и тогда, когда авторы сделали поправку на плотность распределения полос или ширину массива этих полос.

Личинки рыбок данио, которые вылупляются уже на третий день, по сути все еще остаются на эмбриональной стадии развития: их нервная система еще недостаточно развита, а питаться и плавать как взрослые рыбы они начинают только после шестого дня с момента оплодотворения. Поэтому, заключили авторы, способность личинок к счету, скорее всего, врожденная. И, возможно, это распространяется вообще на всех позвоночных.

Ранее мы писали о том, как пчел, цихлид и скатов учат складывать и вычитать. Животные научились распознавать цвета как аналог сложения и вычитания. Если им показывали голубые наборы фигур, они должны были вычесть из него единицу, а если фигуры были желтого цвета — прибавить. Испытуемые животные смогли освоить такую арифметику.