Как маленькие рыбки данио-рерио «ориентируются» в индийских речках с сильным течением

Ученые выяснили механизм, который позволяет маленьким рыбкам данио-рерио, обитателям индийских речушек, «ориентироваться» в условиях сильного течения и при необходимости «стабилизировать» свое положение в этом стремительном водном потоке.

Представьте себе, как вы идете по оживленной улице, постоянно глядя себе под ноги, чтобы не споткнуться. Подобным образом данио-рерио научились «смотреть под ноги» в водном потоке с сильным течением. Ученые обнаружили, что эти рыбки, когда плывут, постоянно смотрят на дно реки, используя его как своеобразный «визуальный якорь» в быстро движущейся воде.

Это открытие может на первый взгляд показаться незначительным, но оно раскрывает один из способов эволюционной адаптации рыб к непростым условиям их обитания. Данио-рерио, как и многие другие речные рыбы, сталкиваются с угрозой быть снесенными течением. Чтобы исключить возможность быть «унесенными подводным ветром», им необходимо точно определять свое положение в пространстве, направление и скорость их движения в бурном потоке воды. Взгляд, направленный на дно реки, играет ключевую роль в этом процессе. Речное дно, усеянное камнями, водорослями и другими неподвижными объектами, служит надежным ориентиром для рыб. В отличие от других «элементов» водного потока, таких как плавающие предметы или рыбы, которые движутся вместе с течением, дно остается статичным и является источником «привязки к координатам» для рыбешек. Это позволяет данио-рерио получать «достоверную информацию» о своем положении и скорости движения.

Необходимость такого поведения становится еще более важным, когда рыбки пытаются плыть против течения или удерживаться на одном месте в бурном потоке. Без надежной «точки отсчета» рыбы могли бы легко поддаться иллюзии движения, ориентируясь лишь на окружающие их подвижные объекты. Это привело бы к потере контроля над своим реальным положением в воде.

Результаты исследования показывают, насколько «тонко» природа настраивает живые организмы для выживания в конкретных условиях. Эволюция, на протяжении миллионов лет, создала механизм, который позволяет данио-рерио ориентироваться в сильном водном потоке, используя простой, но эффективный метод «донной визуальной привязки».

Это открытие имеет значение не только для понимания поведения рыб. Оно может найти применение в различных областях науки и техники. Например, принципы, лежащие в основе ориентации данио-рерио, могут быть использованы при разработке новых систем навигации для подводных роботов или при создании автоматических систем управления конструкций, предназначенных для преодоления водных преград.

Источник:

Optic flow in the natural habitats of zebrafish supports spatial biases in visual self-motion estimation