魚は泳ぐときに「下を向く」、その理由がついに判明 : ScienceAlert

一部の魚は、泳いでいる間、下の深さを注意深く見守っていることが、新しい研究で示されています。これは、私たちが足をどこに置いているかに注意を払うのとほぼ同じ理由です。

もちろん、彼らは対策を講じていませんが、新しい研究によると、眼の下部に当たる刺激に偏っていることは、魚にとって重要な目的を果たし、動いている水中での自分の動きを監視するのに役立ちます.

それを理解するために、研究者はゼブラフィッシュの脳、ネイティブの生息地、水泳行動のシミュレーションを組み込んだ計算モデルを構築しました。

このモデルの分析は、常に「下を向いている」ことがゼブラフィッシュの適応行動であることを示唆している、と研究者は報告しています。 彼らが流れの中で自分自身を安定させるのを助けるために進化したのかもしれません.

流れている水の中では自己安定が難しく、小さな魚は自分の位置を保持するためだけに操作する必要があることがよくあります。 この絶え間ない再調整は、視​​覚的な合図によって部分的に通知されます。 たとえば、背景が動いている場合は、安定させる必要があるかもしれません。

しかし、これらの視覚的な合図は水中では扱いにくいものです。 陸上では、木や建物などの静止した物体がたくさんあり、動きを測定するのに役立ちます。 水中では、魚は信頼できない基準点に囲まれており、その相対的な動きが混乱を招く可能性があります。

「それは、動いていない電車の車両に座っているようなものです。あなたの隣の電車が駅から遠ざかり始めると、あなたも動いていると思い込ませることができます」ノースウェスタン大学のコンピューター科学者。

「他の列車からの視覚的な合図は非常に強力であるため、他のすべての感覚があなたがじっと座っていることを伝えているという事実を無効にします。これは、私たちが魚で研究している現象とまったく同じです。信頼できる信号は川の底から来ています。」

チームはラボでゼブラフィッシュを研究し、タンクに LED を使用して動くパターンを作成しました。

これらの魚は、私たちのように周りを見回すために目を動かしません。 彼らの目はすでに十分に広い視野を提供しているので、実際にそうする必要はありません。 しかし、彼らは下に動きのパターンが見えると泳ぎ始めることが研究でわかった。

「縞模様が動く動画を再生すると、魚も縞模様に合わせて動きます」とアレクサンダー氏。 「『待ってて!』って言っているみたい」

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研究者たちはまた、野生のゼブラフィッシュが生息するインドの浅い小川も調査しました。その風景がゼブラフィッシュの行動の進化を形作ったからです。

彼らは防水ケースに 360 度カメラを 7 つのストリームに配置し、ロボット アームを遠隔操作してカメラを動かし、野生のゼブラフィッシュの視野をシミュレートしました。

「魚の目がある場所に目を向けることができたので、魚が見ているものを見ることができました」とアレキサンダーは言いました。 「ビデオ データから、シミュレートされた魚が現実的な環境を任意に移動するという仮説シナリオをモデル化することができました。」

研究者は、これらの実験からのデータをアルゴリズムに入力して、オプティック フロー、つまり視野全体の風景の見かけの動きを研究しました。 彼らは、実験室と野生の両方で、ゼブラフィッシュが下側視野からの情報を使用して自分の動きを決定することを発見しました。

「実際、これが適応行動であることを示すシミュレーションにすべてを結びつけました」とアレクサンダーは言いました。

この研究はゼブラフィッシュに焦点を当てており、同様のモデルが他の浅瀬の魚にも当てはまる可能性がありますが、それを確認するにはさらに研究が必要である、と Alexander 氏は ScienceAlert に説明しました。 他の生息地では、この種の視覚的偏見はまったく役に立たないかもしれません.

「海洋深層水では、非常に異なる一連の刺激が利用可能です」とアレクサンダーは言いました。

同じ生息地であっても、一部の魚は視覚情報の動きや処理が異なる場合があります。

この研究は興味深いものですが、バイオミミクリーのおかげで、より優れたロボットや人工視覚の開発に役立つなど、実用的なアプリケーションもある可能性があります。

「魚に着想を得たロボットを作っていて、その解剖学的構造を見ただけで、『目が横を向いているので、カメラを横に向けよう』と思うかもしれません」とアレクサンダーは言いました。

「しかし、彼らはいくつかのタスクのバランスを取っているため、目が横を向いていることが判明しました。横を向いているのは妥協であると考えています。彼らは狩りをするときは上を向き、泳ぐときは下を向いています。」

この研究は、 現在の生物学.

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