Полосатые брызгуны, известные своей способностью сбивать насекомых выпущенной изо рта струей воды, умеют оценивать относительное количество объектов. К такому выводу пришли биологи, научившие этих рыб стрелять в изображения на мониторе.
В экспериментах брызгунам 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. Рыбы быстро усвоили эту закономерность и выбирали правильный набор даже когда количество точек в наборах менялось. Препринт исследования выложен на сайте bioRxiv.
Многие животные, от приматов до членистоногих, обладают так называемым чувством числа, то есть способностью на глаз оценивать количество разных предметов, например, кормовых объектов, сородичей или хищников. Зоологи знают об этом благодаря экспериментам, в которых представителям разных видов предлагают сделать выбор между двумя наборами зрительных стимулов, отличающихся по количеству элементов. Однако результаты таких тестов не всегда поддаются однозначной трактовке. В частности, не исключено, что некоторые участвующие в них животные ориентируются не на количество стимулов, а на нечисловые свойства их наборов, включая площадь и плотность.
Команда исследователей под руководством Дэвида Потрича (Davide Potrich) из Университета Тренто разработала более точный способ выяснить, умеет ли животное оценивать количество визуальных стимулов. Протестировать его ученые решили на полосатых брызгунах (Toxotes jaculatrix). Эти рыбы, обитающие в устьях рек и мангровых зарослях от Индии до Австралии, широко известны благодаря способности охотиться на насекомых, сбивая их выпущенной изо рта струей воды.
Сначала Потрич и его коллеги научили брызгунов стрелять водой в изображение на закрепленном над аквариумом мониторе в обмен на пищу. Затем они отобрали восемь особей и натренировали их отличать друг от друга два изображения, состоящие из трех и из шести точек соответственно. Четыре особи получали награду, если стреляли в стимул из шести точек, а еще четыре — если выбирали стимул из трех точек. Наборы стимулов, которые использовались во время обучения и в дальнейших экспериментах, были подобраны так, чтобы их радиус, площадь и периметр совпадали. Так авторы гарантировали, что рыбы ориентируются на количество точек, а не на нечисловые характеристики изображений.
Завершив обучение брызгунов, исследователи провели три теста без вознаграждений, каждый из которых состоял из 24 попыток. В первом из них рыбам, которых научили стрелять в объект их трех точек, предложили на выбор объекты из двух и из трех точек. При этом особям, которые на стадии тренировки научились выбирать стимул из шести точек, предстояло выбрать между стимулами из шести и девяти точек соответственно. Во втором тесте две группы поменяли местами: особям, натренированным выбирать объект из трех точек, предложили выбрать между объектами из шести и девяти точек соответственно; а особям, которых научили выбирать стимул из шести точек, продемонстрировали стимулы из двух и трех точек соответственно. Наконец, в третьем тесте представителям обеих групп нужно было выбрать один из двух объектов, состоящих из пяти и восьми точек соответственно.
Во всех трех случаях брызгуны придерживались усвоенного правила (p < 0,001). Рыбы, которые научились выбирать объект из трех точек, во всех тестах чаще выбирали объекты, состоящие из меньшего числа точек. Напротив, особи, натренированные выбирать стимул из шести точек, предпочитал стимулы, состоящие из большего числа точек. Таким образом, брызгуны продемонстрировали способность оценивать относительное количество стимулов и принимать решения на основе этой информации.
На следующем этапе авторы повторили эксперимент, однако использовали только небольшие количества стимулов. Они демонстрировали брызгунам объекты, состоящие из двух и трех точек соответственно — и научили выбирать те из них, что состоят из трех точек. Затем в двух тестах, в каждом из которых также было по двадцать четыре попытки, рыбам предложили выбрать между стимулами из трех и четырех точек и из четырех и шести точек. Как и ожидалось, в обоих испытаниях подопытные особи чаще стреляли по объектам, состоящим из большего количества точек (p < 0,001). Как и в первой части эксперимента, рыбы ориентировались на относительное, а не на абсолютное число объектов. Ранее похожие результаты были получены для некоторых других видов рыб, например, обыкновенных скалярий (Pterophyllum scalare) и гуппи (Poecilia reticulata). Судя по всему, склонность ориентироваться на относительные числа больше соответствует задачам, которые рыбам приходится решать в дикой природе. Для сравнения, медоносные пчелы (Apis mellifera), напротив, чаще ориентируются на абсолютные числа.
Автор: Сергей Коленов