科学家发现鱼游泳时会向下看


科学家发现鱼游泳时会向下看


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科学家发现鱼游泳时会向下看



根据一项新的研究 , 鱼在游泳时会向下看 , 因为这是它们导航的方式 。 古怪的特征使他们能够估计方向和速度而不会迷路 。

西北大学的研究人员表示 , 这项技能的进化是为了在强流中提高稳定性 。 从侧面获取视觉提示可能会导致快速流动的水将它们冲走 。
“这类似于坐在一动不动的火车车厢上 。 如果你旁边的火车开始驶离车站 , 它可能会让你误以为自己也在移动 , ”该研究的负责人、西北大学的艾玛·亚历山大在一份媒体新闻稿中说 。
“来自另一列火车的视觉提示是如此强烈 , 以至于它超越了你所有其他感官都在告诉你你坐着不动的事实 。 这与我们在鱼类中研究的现象完全相同 。 它们上方有许多误导性的运动线索 , 但最丰富、最可靠的信号来自河底 。 ”


这项发表在《当代生物学》杂志上的研究基于对不起眼的斑马鱼的观察 , 斑马鱼是医学研究人员的共同朋友 , 希望为人类健康建模 。 它将动物大脑、它们在印度的原生环境和游泳行为的模拟结合到一个计算模型中 。
“最近发现 , 鱼对下方运动的反应比对上方运动的反应更强烈 。 我们想深入研究这个谜团并了解原因 , ”亚历山大解释道 。 “我们研究的许多斑马鱼都是在实验室水箱中长大的 , 但它们的原生栖息地塑造了它们大脑和行为的进化 , 因此我们需要回到源头来调查生物体发育的背景 。 ”
这种色彩斑斓的生物以其条纹命名 , 原产于印度的淡水河流和稻田 。 该团队访问了 7 个地点以收集浅水河流的视频数据 , 并将 360 度摄像机放置在防水潜水箱中 。 一个遥控机械臂将设备插入水中并移动它 。
“它使我们能够将眼睛放在鱼眼所在的位置 , 因此它可以看到鱼看到的东西 , ”研究人员继续说道 。 “从视频数据中 , 我们能够模拟模拟鱼在现实环境中任意移动的假设场景 。 ”



回到实验室 , 斑马鱼的动作在一个 LED(发光二极管)球内被追踪 。 鱼的视野很大 。 他们不必像人一样移动眼睛环顾四周 。 因此 , 研究人员在灯光下播放运动刺激并观察他们的反应 。
当鱼缸底部出现图案时 , 鱼会随着移动的图案一起游动——表明它们是从向下看来获取视觉线索的 。
“如果你播放带有移动条纹的视频 , 鱼会随着条纹移动 , ”亚历山大说 。 “就像他们在说'等我!'在行为实验中 , 我们计算了它们的尾拍 。 他们越摇尾巴 , 就越想跟上移动的条纹 。 ”
光流算法表明 , 无论是在野外还是在实验室 , 斑马鱼在向前游泳时都会向下看 。 它可以帮助他们了解环境的运动 , 然后游泳来抵消它——避免被冲走 。
研究负责人解释说:“我们将所有东西结合到一个模拟中 , 表明实际上这是一种适应性行为 。 ”“水面不断移动 , 其他鱼类和植物也在移动 。 鱼最好忽略这些信息并专注于它们下面的信息 。 河床有很多纹理 , 所以鱼看到了它们可以追踪的强大特征 。 ”
这一发现可能会导致人工视觉系统和复杂的仿生机器人的发展 。
【科学家发现鱼游泳时会向下看】“如果你正在制作一个以鱼为灵感的机器人 , 而你只是看着它的解剖结构 , 你可能会认为'眼睛朝侧面 , 所以我要把我的相机指向侧面 , '”亚历山大总结道 。 “但事实证明 , 眼睛是侧向的 , 因为它们正在平衡多项任务 。 我们认为他们指向侧面是因为这是一种妥协——他们向上看是为了打猎 , 向下看是为了游泳 。 ”

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