鱼类在游动寻找食物时表现出独特的个体行为
最新研究表明，来自同一物种的鱼类可以进化出嗅觉并表现出各自的觅食“个性”，从而成功地在不同的栖息地找到食物。
在这项今天发表在 eLife 上的已审预印本研究中，研究人员开发了一种高通量行为测定法来测试墨西哥洞穴鱼幼虫的自发游泳和嗅觉差异。eLife 编辑称这项工作很重要，提供了令人信服的证据，表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，并且个体鱼在与嗅觉行为相关的自发活动中表现出巨大的变异性。
“硬骨鱼有超过 26,000 个物种，占所有脊椎动物的一半，它们极其多样化，并且通过其适应感觉系统的能力，已经在所有可能的生态位中定居，”巴黎-萨克雷研究所的研究工程师、主要作者玛丽琳·布林 (Maryline Blin) 说。神经科学(NeuroPSI – CNRS，巴黎萨克雷大学)，法国。然而，尽管鱼脑的比较解剖学已有详细记录，但行为研究主要集中在斑马鱼等一些模型物种上。鱼类感官系统如何进化与由此产生的鱼类行为之间的联系仍然知之甚少，并且阻碍了跨物种比较。
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四类鱼的两种密切相关的鱼类——盲眼洞穴亚型和有视力的表层河流亚型。洞穴鱼比生活在水面的近亲有更大的嗅坑(“鼻子”组织)和不同的神经组成，但它们与气味相关的基因组成被认为是相似的。这使得研究小组检验了一个假设，即洞穴鱼类的卓越嗅觉是一种适应性特征，有助于它们在极端的地下栖息地中生存。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行为，比较了水面亚型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。丙氨酸是大多数鱼类的有效食物信号，它会引起洞穴鱼类强烈的行为反应，减少来回游泳的次数，减慢游泳速度并将游泳活动转向氨基酸的来源。相比之下，生活在水面的鱼类的反应更加微妙，只有某些个体才会表现出来。来回游泳或游泳速度没有重大变化。总之，这表明洞穴鱼类的食物来源检测阈值和随后的行为反应已经显着进化。
除了研究鱼类在种群水平上的行为变化外，研究小组还研究了个体鱼类对食物来源的反应。尽管洞穴鱼类对强气味丙氨酸的反应都具有刻板的行为方式，但研究小组观察到洞穴鱼类和水面鱼类对其他氨基酸气味的反应存在个体差异。他们通过观察行为如何相对于个人基线游泳偏好发生变化来进一步探讨这一点。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。洞穴鱼类的情况并非如此。对他们来说，测试箱周围特殊的游泳模式预示着良好的嗅觉得分。这表明每条鱼的游泳性格都会影响其对气味的反应，并且同一物种内的鱼之间预测强烈嗅觉的性格特征有所不同。
“我们开发了一种高通量、特定的嗅觉测试，以比较盲鱼和视力正常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“气味好闻”的个体可能会促使其他人做出反应。”资深作者、巴黎萨克雷大学 NeuroPSI – CNRS 研究主任 Sylvie Rétaux 总结道。“相反，我们对数百条鱼的记录突显了鱼类行为分析中经常被忽视的一个方面：鱼可能具有影响其行为的&luo;个性&ruo;或&luo;气质&ruo;，从而影响它们对环境线索做出反应的成功。此外，洞穴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遗传基础。”
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