Für 0,002 Gramm Nahrung können sogar Fische fahren

Geschrieben von: Liu Fang

Herausgeber: HS

Layout: Li Xuewei

Können Fische Auto fahren? Vor nicht allzu langer Zeit hätte ich gedacht, diese Szene sei zu schön, um wahr zu sein. Allerdings waren sechs Goldfische, motiviert durch Fischfutter, in der Lage, ein vierrädriges Fahrzeug im Aquarium (FOV) zu „fahren“. Vielleicht können Sie bald Fische auf der Straße sehen, die alleine schwimmen, um Fischfutter zu kaufen.

Dieses revolutionäre Experiment wurde von Wissenschaftlern der Ben-Gurion-Universität in Israel durchgeführt.

Ihre ursprüngliche Absicht bestand darin, herauszufinden, ob die Navigationsfähigkeit von Tieren art- und umgebungsspezifisch ist oder ob es sich um eine angeborene Überlebensfähigkeit handelt, die unabhängig von der ursprünglichen Umgebung und universell ist. Der zugehörige Artikel mit dem Titel „Vom Fisch auf dem Trockenen zu neuen Erkenntnissen über Navigationsmechanismen bei Tieren“ wird am 15. Februar in der Zeitschrift Behavioural Brain Research veröffentlicht.

Vollständiges Video zum Goldfisch-Fahrexperiment | Quelle: Ben-Gurion-Universität

Setzen Sie sich zunächst ein kleines Ziel

Die Fähigkeit eines Tieres, sich im Raum zurechtzufinden, ist eine wichtige Überlebensfähigkeit und der Schlüssel zur Nahrungssuche, zur Suche nach Unterschlupf und zur Partnersuche.

Bei diesem Experiment wandten die Wissenschaftler die „Domain-Transfer-Methode“ an, indem sie sechs Goldfische in eine terrestrische Umgebung setzten und ihnen Anreize gaben, ihre Navigationsfähigkeiten in verschiedenen Umgebungen zu testen.

Die Wissenschaftler stellten für den Goldfisch ein kleines Ziel auf und markierten die Position des Ziels mit rosa Papier.

Nach Erreichen des Ziels werfen die Wissenschaftler ein 0,002 Gramm schweres Futterpellet in das Becken, damit der Goldfisch eine verstärkte Erinnerung entwickelt. Um den Goldfischen Bewegungsfreiheit an Land zu ermöglichen, installierten die Wissenschaftler ein Allradsystem am Aquarium und statteten es mit Computern, Radarsystemen und Kameras aus. Je nach Schwimmrichtung des Goldfisches aktiviert die Kamera über einen Algorithmus den Motor, um das Allradfahrzeug vorwärts zu bewegen. Wenn das Radar erkennt, dass der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einer Wand oder einem Hindernis weniger als 20 Zentimeter beträgt, bremst der Bordcomputer rechtzeitig, um eine Kollision zu vermeiden.

Vergleich der ersten und höchsten Punktzahlergebnisse | Quelle: Papier

Es ist unnötig zu erwähnen, dass es für Ihren Goldfisch eine große Herausforderung ist, Autofahren zu lernen, um an sein Fischfutter zu gelangen. Zunächst müssen sie sich umstellen und neue sportliche Fähigkeiten erlernen, denn die gewohnte Schwimmhaltung und die Kraftausübung der Fischmuskulatur reichen nicht aus, um das vierrädrige Gefährt zu steuern. Zweitens müssen Goldfische aufgrund der Lichtbrechung an der Schnittstelle dreier optischer Medien – Luft, Plexiglas und Wasser – ihre verzerrte Sicht überwinden und nach und nach die Richtung finden.

Und schließlich gibt es inhärente Unterschiede in der physikalischen Struktur der terrestrischen und der aquatischen Umwelt. Goldfische müssen sich in neuen Umgebungen mithilfe unbekannter Elemente zurechtfinden.

Überraschend ist, dass der sture Goldfisch sich innerhalb kürzester Zeit mit der ganzen Prozedur vertraut machte, um an diese 0,002 Gramm Futter zu kommen. Obwohl sie zu Beginn viele Umwege machten, konnten die sechs Goldfische nach 30-minütigem Training dreimal pro Woche ihr Ziel finden und das Fischfutter in etwa einer Minute fressen.

Es ist alles Routine

Die Autoren des Artikels wiesen darauf hin, dass, wenn die Fische jedes Mal vom gleichen Ort starten, sehr wahrscheinlich ein mechanisches Muskelgedächtnis am Werk sei und dies kein Beweis dafür sei, dass Goldfische über räumliche Analyse- und Navigationsfähigkeiten in Echtzeit verfügen. Also erhöhten sie die Herausforderung, indem sie die Aquarienvierer zufällig an beliebigen Stellen im Raum platzierten.

Dies brachte den Goldfisch jedoch nicht aus der Fassung. Wie in Abbildung 5A dargestellt, kann der Goldfisch das Ziel identifizieren und den Endpunkt von verschiedenen Startpositionen aus erreichen.

Experimentelles Upgrade | Quellpapier

Doch mit der Routine ist es noch nicht vorbei. Um die Goldfische zu verwirren, beklebten die Wissenschaftler die vier Wände mit verschiedenfarbigen Kartons. Die Wissenschaftler führten das Experiment 15 Mal an einem Goldfisch durch, beginnend vom Mittelpunkt des Raumes. Wie in Abbildung 5C gezeigt, ignorierte der Goldfisch die Störung und rannte weiter auf das Ziel zu, wobei er vergnügt das gesamte Fischfutter fraß.

Als die Wissenschaftler sahen, wie leicht der Goldfisch den Test bestand, beschlossen sie, die Herausforderung erneut anzunehmen. Dieses Mal platzierten sie den rosa Karton einfach in die entgegengesetzte Richtung, um zu testen, ob der Goldfisch sein räumliches Positionsgedächtnis oder Orientierungspunkte als primäre Navigationsbedingung nutzte.

Wie in Abbildung 5D gezeigt, schwamm der Fisch immer wieder von verschiedenen Orten zur Ausgangsposition der rosa Papierschale und sein Herz muss zu diesem Zeitpunkt von Melancholie erfüllt gewesen sein. Nach vielen Fehlschlägen schien der Goldfisch plötzlich etwas zu begreifen und flog auf die rosa Papiermuschel auf der anderen Seite zu. Dieses Ergebnis bestätigt, dass der Ort des Reizes die primäre Voraussetzung für die Navigation des Goldfisches ist und die den Reiz begleitende Stimulation die sekundäre Voraussetzung für die Navigation des Goldfisches ist. Nachdem der Goldfisch die Routine der Wissenschaftler durchbrochen hatte, steuerte er im dritten Experiment direkt auf den neuen Zielort zu, was darauf hindeutet, dass der Goldfisch seinen inneren Ausdruck der äußeren Umgebung rekonstruiert hatte.

Fische brauchen keine Fahrräder

Wie in dem Artikel dargelegt, wurde zwar schon früher mit der Installation von vierrädrigen Fahrzeugen an Aquarien begonnen, doch ist dies das erste Mal, dass Wissenschaftler die „Methode der Revierwanderung“ zur Untersuchung der Navigationsfähigkeit von Fischen eingesetzt haben.

Eine Reihe von Experimenten zeigte, dass Fischgehirne den Raum in terrestrischen und aquatischen Umgebungen auf die gleiche Weise darstellen. Der Artikel schlägt vor, dass in Zukunft ähnliche Experimente durchgeführt werden könnten, indem man Landtiere in Wasserumgebungen bringt, um endgültige Schlussfolgerungen hinsichtlich der Universalität der Navigationsfähigkeiten von Tieren zu ziehen.

Noch wichtiger ist, dass der Goldfisch im Experiment die Fähigkeit zeigte, sich an die Höhe des Zielorts anzupassen. Sie können das Ziel nicht nur aus allen Richtungen erreichen, sondern auch rechtzeitig ihre Position auf dem Ziel ändern, um Motivation zu bekommen. Dies lässt darauf schließen, dass Fische sich gut an Umweltmerkmale erinnern können und nicht nur Orientierungspunkte wiedererkennen. Sie sind in der Lage, Strategien in Echtzeit anzupassen und aus ihren Fehlern zu lernen.

Im Berlin der 1970er Jahre brachte der Feminismus einst einen berühmten Slogan hervor: Frauen brauchen keine Männer, so wie ein Fisch kein Fahrrad braucht.

Dieses Experiment beweist eindeutig, dass ein Fisch eigentlich kein Fahrrad braucht. Denn solange genügend Motivation vorhanden ist, wird es stolz und stur sein Allradfahrzeug fahren, um die Freiheit der Fortbewegung an Land zu erreichen.

Quellen:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0166432821005994

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