Обнаружен новый способ ориентирования у электрических рыб

Помимо знакомых нам органов чувств — зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания — некоторые рыбы обладают уникальной способностью ощущать электрические поля — электрорецепцией. Такое умение находили также у утконоса и ехидны, но у водных обитателей он распространен гораздо шире. Для угрей и скатов, например, электричество стало еще и оружием: угри способны генерировать разряд 860 вольт, то есть почти вчетверо больше, чем в обычной розетке.

Однако в основном рыбы используют электричество для общения, ухаживания, поиска пищи и ориентации в пространстве — в мутной воде зрение не так эффективно. Но чтобы эта способность не мешала коммуникации, как считалось ранее, электрифицированные рыбы меняют частоты импульсов, когда находятся рядом с сородичами. Так они избегают помех. В отношении дельфинов и летучих мышей, которые тоже общаются и ориентируются с помощью уникального сенсорного механизма, высказывалось предположение, что сигналы сородичей усиливают пространственную ориентацию.

Два нейробиолога из Колумбийского университета (США) решили узнать, помогает ли ориентироваться рыбам с электрорецепторами близость сородичей. Для этого авторы выбрали гнатонему Петерса (Gnathonemus petersii), ее еще называют нильским слоником из-за нижней губы, напоминающей хоботок. При помощи компьютерного моделирования и аквариумных экспериментов исследователи изучили поведение рыб в группе и выяснили, что коллективная генерация электрических импульсов улучшает изучение среды. Статья об этом опубликована в журнале Nature.

Искусственные модели рыб с электрическими органами увеличивают дальность электролокации © Federico Pedraja et al.

Авторы создали модели поведения гнатонем на основе видеонаблюдений за группами рыб, где одна особь доминировала, а две подчинялись. Обнаружение объекта у гнатонемы происходит следующим образом: рыба излучает электрический сигнал, а рецепторы на ее теле регистрируют его отражение от предмета. Благодаря этому рыба понимает, где и как близко к ней расположен объект. Исследователи увидели, что когда рядом с объектом (в эксперименте это был сантиметровый шарик) находилась другая гнатонема, то «картинка» отраженного сигнала у первой рыбы была четче. А дальность обнаружения, как отмечают авторы, увеличилась втрое.

Затем нейробиологи стали проверять, как присутствие сородича отразится на поведении рыб. Гнатонем помещали в большой аквариум, наполненный разными предметами, а роль сородича играла искусственная модель, которая по кнопке могла излучать импульсы частотой 10 Гц. Как пишут авторы, несмотря на то что рыбы могли свободно перемещаться по аквариуму, большую часть времени они проводили почти неподвижно рядом с сородичем. А сенсорная дальность рыб увеличивалась, когда искусственная гнатонема была включена.

Вдобавок присутствие другой рыбы ускорило передачу информации — электрические импульсы между сородичами передаются с интервалом около 12 миллисекунд, а между одинокой гнатонемой и объектом с интервалом 50-200 миллисекунд. Как подчеркивают авторы статьи, результаты свидетельствуют о новом способе коллективного ориентирования у электрических рыб.