研究发现，鱼在游泳寻找食物时表现出独特的个体行为

研究发现，鱼在游泳寻找食物时表现出独特的个体行为。学分:eLife(2023)。DOI: 10.7554/eLife.92861.1

据eLife（埃米莉·帕克）：根据一项新的研究，同一物种的鱼可以进化出它们的嗅觉，并显示出各自觅食的“个性”，从而成功地在不同的栖息地找到食物。

在这项研究中，研究人员开发了一种高通量行为分析，以测试自发游泳和个体墨西哥穴居鱼幼虫嗅觉的差异。eLife的编辑认为这项工作非常重要，提出了令人信服的证据，证明鱼的表面和洞穴形态显示出不同的嗅觉偏好和气味敏感度，并且个体鱼在与嗅觉行为相关的自发活动中显示出显著的可变性。

“超过26，000个物种代表了所有脊椎动物的一半，硬骨鱼类极其多样，并通过它们适应感觉系统的能力，占据了所有可能的生态位，”主要作者玛丽琳·布兰说，她是法国巴黎-萨克莱神经科学研究所(CNRS，巴黎-萨克莱大学)的研究工程师。

然而，尽管鱼类大脑的比较解剖学已经有了很好的记录，但行为研究主要集中在少数模式物种上，如斑马鱼。鱼类感觉系统如何进化和由此产生的鱼类行为之间的联系仍然知之甚少，阻碍了跨物种的比较。

为了在实验室环境中研究气味驱动行为的进化，研究人员选择了墨西哥tetra物种的两种密切相关的鱼——盲人穴居亚型和它的有视力的表面河居同类。穴居鱼比它们生活在水面上的亲戚有更大的嗅坑(“鼻子”组织)和不同的神经组成，但它们与嗅觉有关的基因组成被认为是相似的。

这使得研究小组测试了一个假设，即穴居鱼的高级嗅觉是一种适应性特征，有助于它们在极端的地下栖息地生存。为了测试这一点，他们观察了个体鱼对不同食物气味的反应，比较了水面和洞穴亚型的游泳模式。

在研究了基线游泳模式后，研究小组测试了他们对不同氨基酸食物的反应。“对于大多数鱼类来说，丙氨酸是一种有效的食物线索，它在穴居鱼中引起了强烈的行为反应，减少了来回游泳的次数，减慢了游泳速度，并将游泳活动转向氨基酸的来源。相比之下，生活在水面的鱼的反应更加微妙，只有一些个体表现出来；在来回游泳或游泳速度方面没有大的变化。总之，这表明对食物来源的探测阈值和随后的行为反应在穴居鱼中发生了显著的进化。

除了研究这种鱼在群体水平上的行为变化，研究小组还研究了个体鱼对食物来源的反应。虽然穴居鱼对强烈的气味丙氨酸都表现出刻板的行为，但研究小组观察到穴居鱼和水面鱼对其他氨基酸气味的反应存在个体差异。

他们通过观察行为相对于个人基线游泳偏好的变化来进一步探索这一点。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。穴居鱼的情况并非如此。对他们来说，测试箱周围特殊的游泳模式预示着嗅觉的良好得分。这表明每条鱼的游泳个性对其对气味的反应有影响，并且预测强烈嗅觉的个性特征在同一物种的鱼之间是不同的。

“我们已经开发了一种高通量的特定嗅觉测试，来比较盲人和有视力的鱼对不同气味的个体行为反应。通过这样做，我们排除了这样一种可能性，即在一个群体中，一个‘好人’可能会驱使其他人做出反应，”高级作者Sylvie Rétaux总结道，她是巴黎萨克利大学神经生理学-CNRS分校的研究主任。

“相反，我们对数百条鱼的记录突出了鱼行为分析中一个经常被忽视的方面:鱼可能有一种‘个性’或‘气质’影响它们的行为，从而影响它们对环境线索做出反应的成功。此外，穴居鱼良好的嗅觉是一种基因编码的特征，因此我们现在将积极寻找这种感官特化的基因基础。”