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.
Автор: Сергей Коленов