根据一项新的研究，同一物种的鱼可以进化出它们的嗅觉，并展示出各自的觅食“个性”，以便在不同的栖息地成功地找到食物。
在这项研究中，研究人员开发了一种高通量行为分析方法来测试墨西哥洞穴鱼幼虫的自发游泳和嗅觉差异。eLife的编辑们认为这项工作很重要，它提供了令人信服的证据，证明鱼的表面和洞穴形态表现出不同的嗅觉偏好和气味敏感性，而且单个鱼在与嗅觉行为相关的自发活动中表现出实质性的变化。
“有超过26000个物种代表了所有脊椎动物的一半，硬骨鱼类非常多样化，通过它们适应感官系统的能力，它们已经占领了所有可能的生态位，”法国巴黎萨克雷神经科学研究所(NeuroPSI-CNRS, universitparis - saclay)的研究工程师、主要作者marilyn Blin说。
然而，尽管鱼类大脑的比较解剖学有很好的文献记载，但行为研究主要集中在斑马鱼等少数模式物种上。鱼类感觉系统的进化和鱼类行为之间的联系仍然知之甚少，这阻碍了跨物种的比较。
为了在实验室环境中研究嗅觉驱动行为的进化，研究人员选择了两种关系密切的墨西哥四目鱼——一种是盲的穴居鱼，另一种是有视力的河面鱼。洞穴鱼的嗅窝(“鼻子”组织)更大，神经组成也不同于它们生活在水面上的亲戚，但它们与嗅觉相关的基因组成被认为是相似的。
这让研究小组验证了一个假设，即穴居鱼类优越的嗅觉是一种适应特征，有助于它们在极端的地下栖息地生存。为了验证这一点，他们观察了个体鱼对不同食物气味的反应行为，比较了水面和洞穴生活亚型的游泳模式。
在研究了基线游泳模式后，研究小组测试了它们对不同氨基酸“食物”的反应。对于大多数鱼类来说，丙氨酸是一种强有力的食物线索，它在穴居鱼类中引起了强烈的行为反应，减少了来回游动的次数，减缓了游动速度，并将游动活动转向氨基酸的来源。相比之下，水面鱼类的反应更微妙，只有一些个体表现出来;在来回游泳或游泳速度方面没有重大变化。总之，这表明穴居鱼类对食物来源的检测阈值和随后的行为反应已经显著进化。
除了研究鱼类种群水平的行为变化外，研究小组还研究了单个鱼类对食物来源的反应。尽管穴居鱼类对强烈气味的丙氨酸的反应都是刻板的，但研究小组观察到穴居鱼类和水面鱼类对其他氨基酸气味的反应存在个体差异。
他们通过观察行为是如何随个人基线游泳偏好而变化的进一步研究了这一点。这表明，基线游泳速度较低的水面鱼类能够更好地闻到几种气味。穴居鱼类却不是这样。对他们来说，在测试箱周围有一种特殊的游泳模式预示着他们的嗅觉得分很高。这表明，每条鱼的游泳个性都会影响它对气味的反应，而同一物种的鱼之间预测强烈嗅觉的个性特征是不同的。
“我们开发了一种高通量、特定的嗅觉测试，来比较失明和视力正常的鱼对不同气味的个体行为反应。在这样做的过程中，我们已经排除了在一个群体中，一个‘好闻’的个体可能会驱使其他人做出反应的可能性，”资深作者、巴黎萨克雷大学神经心理学研究所的研究主任西尔维·雷姆塔克斯总结道。
“相反，我们对数百条鱼的记录突出了鱼类行为分析中一个经常被忽视的方面:鱼可能有影响它们行为的‘个性’或‘气质’，从而影响它们对环境线索的反应。”此外，洞穴鱼良好的嗅觉是一种遗传编码的特征，所以我们现在将积极寻找这种感官专业化的遗传基础。”
更多信息:墨西哥洞穴鱼的嗅觉敏感性、偏好和行为反应的进化:鱼的个性问题，eLife(2023)。DOI: 10.7554 / eLife.92861.1。elifesciences.org/reviewed-preprints/92861
期刊信息:eLife
引用本文:鱼类在游泳寻找食物时表现出独特的个体行为，研究发现(2023,12月19日)，2023年12月19日检索自https://phys.org/news/2023-12-fish-display-distinct-individual-behaviors.html
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