Když ryba usedne za volant. Izraelský experiment ukázal nečekané schopnosti zlatých rybek

Asi nikoho by nenapadlo spojovat drobnou okrasnou rybku s řízením dopravního prostředku. Přesto právě to se podařilo izraelským vědcům, kteří v pozoruhodném experimentu naučili zlaté rybky ovládat vozidlo pohybující se po souši. Výsledky překvapily nejen veřejnost, ale i samotné výzkumníky. Většina lidí si zlatou rybku představí jako nenáročného a poněkud nudného obyvatele akvária, který tráví dny poklidným kroužením mezi kamínky a vodními rostlinami. Závojnatky, odvozené předlouhým šlechtěním od karasů zlatých (Carassius auratus) zkrátka nevypadají jako ideální příklad tvora, který by se měl stát hrdinou velkého příběhu o vědě. Jenže zásluhou několika vědců izraelské Ben-Gurionovy univerzity v Negevu se právě něco takového odehrálo.

Na první pohled může celý pokus působit jako nějaká kuriózní atrakce, vědecký žert anebo pokus dosáhnout na Ig Nobelovu cenu, udělovanou za neobvyklé nebo naprosto triviální výsledky naprosto „zbytečného“ vědeckého výzkumu. Ve skutečnosti však šlo o docela seriózní výzkum, o kterém dnes navážno referují odborné žurnály.

O co šlo? Zjednodušeně a populárně řečeno, badatelé chtěli posadit zmíněné zlaté rybky za volant.

Pokud bychom to vysvětlení pojali šířeji a důsledněji, šlo o soustředěnou snahu vědců pochopit, jak obecně funguje orientace a navigace u živých organismů. Zajímalo je, zda jsou živočichové schopni orientovat se v prostoru i mimo prostředí, ve kterém se daný druh vyvinul, anebo zda jde o nějakou mnohem obecnější vlastnost mozku.

Hodí se dodat, že tyhle záležitosti, související s behavioralismem a neurovědami, se v praxi většinou zjišťují dost těžko. Protože se ten který živočich zpravidla jeví být už tak nějak z principu neoddělitelně spjatý s prostředím, v němž žije - a v němž je na pohyb, orientaci - přirozeně adaptovaný.

Laboratorní krysa vám tedy může ukázat, že se kvůli odměně naučí procházet komplikovaným bludištěm. Ale na tom zase nic až tak mimořádného není, k něčemu takovému je ve své podstatě stvořená. Zrovna tak nezjistíte nic nového o pohybu a orientaci v trojrozměrném prostředí od ryb, pro které je vodní sloupec jejich přirozeným prostředím. Žijí v něm už hezkých pár milionů let, takže oddělit jejich evolucí dávno vyzískané schopnosti od nějaké obecnější vlastnosti je takřka nemožné.

Co by se ale stalo, kdyby se ryba ocitla v krysím bludišti? Projevila by stejnou nebo podobnou schopnost orientace, jako laboratorní hlodavec?

Odpověď na první otázku zní, že by se nejspíš nestalo nic.

Ryba by totiž docela nepřekvapivě na souši lekla.

Dejme rybám šanci!

Jenže odtud už byl jen krůček k tomu, do čeho se pod vedením profesora Ronena Segeva doktorandi na kadeře biologického výzkumu na izraelské univerzitě Ben Guriona pustili. Dali „rybě“ možnost přežít v prostředí, na které ani vzdáleně adaptovaná nebyla. A tím mohli začít zkoumat její schopnosti z úplně jiného úhlu pohledu.

Projekt výzkumu, který začal docela hravě – vynalézáním „vozítka“, kterým by se ryby mohly pohybovat na souši – se záhy stal docela ústřední studií pod vedením odborníků na biologii, neurovědy a biomedicínské inženýrství. A kromě badatelů bylo do experimentu pochopitelně zapojeno šest zlatých rybek, karasů zlatých, známých spíše jako závojnatky.

Právě ony se staly řidičkami neobvyklého dopravního prostředku označovaného zkratkou FOV, tedy Fish-Operated Vehicle. Vozidla ovládaného rybou.

Celé to mobilní zařízení připomínalo akvárium umístěné na motorovém podvozku. Nádrž o rozměrech přibližně 40 × 40 × 19 centimetrů byla upevněna na konstrukci vybavené koly a elektromotory.

Klíčovou součástí systému byla kamera a software sledující polohu ryby uvnitř akvária. Jakmile se rybka přesunula k některé straně nádrže a orientovala se určitým směrem (jako by oním směrem chtěla plout), systém tento pohyb vyhodnotil a vyslal pokyn k pohybu vozidla stejným směrem. Ryba tedy neovládala volant ani pedály, to je docela zřejmá nadsázka a licence autorů bulvárních titulků. Nicméně se pohybovala po souši. Byť tedy přirozeně, ve vodě, ale přesto po souši.

Její pozice uvnitř nádrže se automaticky převáděla na pohyb celého vozidla. Po podlaze laboratoře - mezi jednoduchými překážkami, které bylo třeba objet – a nakonec i v prostředí mimo zastavěnou budovu výzkumného centra.

Nešlo to pochopitelně hned napoprvé. Výcvik probíhal pomocí jednoduchého principu odměny. Na různá místa v laboratoři vědci umisťovali barevný plastový terč. Když se rybě podařilo vozítkem dojet až k cíli, ťukla stěnou akvária o terčík, získala odměnu v podobě potravy.

Zpočátku byl pohyb vozítek víceméně náhodný. Po několika dnech se však začalo ukazovat, že ryby chápou souvislost mezi svým pohybem a pohybem vozidla. Přibližně po deseti dnech tréninku dokázaly všechny ryby cíleně zaměřit vozítko na terč a dojet k němu. Výzkumníci navíc měnili výchozí pozice vozidel i umístění cíle, aby vyloučili možnost, že si ryby pouze zapamatovaly konkrétní trasu. Přesto byly schopné správný cíl opakovaně nalézt.

Jak podotýkají sami výzkumníci: „Některé z nich si vedly dokonce výrazně lépe než ostatní, podobně jako mezi lidmi najdeme talentovanější a méně zručné řidiče.“

Jiná evoluce, ale mozek fungující stejně

Samotné zvládnutí technologie však nebylo hlavním cílem pokusu.

Výzkumníci chtěli zjistit, zda se ryby dokážou naučit orientovat v prostředí, které je pro ně zcela nepřirozené. Vždyť během stovek milionů let evoluce neměly žádný důvod pohybovat se po souši, natož řídit vozidlo. Pozoruhodné přitom bylo, že se ryby dokázaly vyhýbat překážkám a přizpůsobovat své chování novým situacím.

Jejich jednání se postupně změnilo z náhodného na záměrné, což naznačuje, že si osvojily zcela nový způsob pohybu a orientace.

Právě tento aspekt pokusu vědce zajímal nejvíce. Navigace patří mezi základní schopnosti mnoha živočišných druhů. Umožňuje hledat potravu, úkryt nebo partnera. Dosud však nebylo jasné, nakolik jsou mechanismy navigace závislé na konkrétním prostředí anebo na specifické stavbě mozku.

Výsledky experimentu tedy naznačují, že některé principy prostorové orientace mohou být překvapivě univerzální.

Ryby totiž dokázaly řešit úkol v prostředí, které se zásadně lišilo od jejich přirozeného světa.

Navíc musely překonat i další komplikaci. Světlo se totiž ve vodě a ve vzduchu šíří odlišně, takže obraz okolního prostředí vnímaly jinak, než na co jsou zvyklé. Přesto se novým podmínkám rychle přizpůsobily.

Podle neurovědce Segeva nejsou ryby v ničem primitivnější než lidé, pouze si prošly jinou evoluční cestou. Jejich mozek se vyvíjel odděleně více než 450 milionů let, a přesto vykazuje schopnosti, které mají s ostatními obratlovci mnoho společného. A právě hledání těchto společných principů patří mezi hlavní cíle výzkumů katedry biologických věd univerzity Bena Guriona.

Shachar Givon, jeden z autorů studie, připomíná, že podobnou zkušenost zažívají i lidé při osvojování nových dovedností. Naučit se jezdit na kole nebo řídit automobil je i pro ně zpočátku nepřirozené a náročné. Jakmile však mozek pochopí souvislosti mezi pohybem a výsledkem, stane se nová činnost téměř automatickou.

Experiment se zlatými rybkami tak není jen kuriózní ukázkou zvířat za volantem.

Přináší cenné poznatky o schopnosti mozku učit se, přizpůsobovat se novým podmínkám a řešit problémy i v prostředí, pro které nebyl evolučně „navržen“. Ačkoli ryby po skončení výzkumu nezískaly řidičský průkaz a vrátily se zpět do svých akvárií, jejich neobvyklá jízda se zapsala do historie výzkumu zvířecí inteligence i neurobiologie.

---

reklama

---