Peștii tăi știu mai multe decât crezi: ce spune știința despre memoria și inteligența lor

Mă tot gândesc la subiectul menționat în titlu din momentul în care am citit un articol construit în jurul mitului că un Gold Fish (caras auriu) are o memorie de doar trei secunde. Probabil ai auzit și tu această afirmație, repetată atât de des încât a ajuns aproape sinonimă cu ideea de memorie foarte scurtă. Poate aș fi crezut-o și eu, dacă nu aș avea de cinci ani de zile un Caras Auriu care este oricum, numai… uituc nu. A învățat să ne recunoască, face diverse giumbușlucuri atunci când ne vede în preajma acvariului, știe când este ora de masă, etc. Așa că, am respins din start mitul că peștii ar fi prostuți sau că ar avea memorie foarte scurtă.

M-am documentat pe acest subiect și am descoperit că, de-a lungul mai multor zeci de ani, au fost realizate experimente care au arătat că peștii pot învăța, memora informații, folosi repere pentru a se orienta în spațiu, anticipa anumite evenimente și diferenția cantități. Ba chiar unele specii pot învăța să distingă imagini ale unor fețe umane, iar altele folosesc informații sociale provenite de la indivizii din jur. Cercetările asupra cogniției peștilor au ajuns chiar într-un teritoriu mult mai controversat: experimente cu pești curățători cu dungă albastră (Labroides dimidiatus) au provocat o amplă dezbatere științifică despre autorecunoaștere și despre cât de potrivite sunt testele create de oameni pentru a evalua mintea unor viețuitoare atât de diferite de noi.

Ce vreau să subliniez este că imaginea peștelui care înoată mecanic prin acvariu, reacționând doar instinctiv la ceea ce se întâmplă în jurul său, este tot mai greu de susținut.

Totuși, ce înseamnă că un pește este… inteligent?

Ei bine, inteligența animală nu este o scară simplă pe care putem așeza omul în partea de sus și apoi ordona celelalte specii în funcție de cât de mult seamănă cu noi. În studiul comportamentului animal, este mai util să vorbim despre cogniție: procesele prin care un animal dobândește, procesează, stochează și utilizează informații despre mediul său.

Pentru un pește, a reține unde poate găsi hrană, a recunoaște un reper, a distinge între indivizi, a evalua un grup înainte de a i se alătura, a învăța din experiență sau a anticipa apariția unei recompense pot reprezenta abilități esențiale pentru supraviețuire. Nu trebuie să gândească asemenea unui om pentru ca aceste capacități să fie complexe sau importante.

Iar diversitatea contează enorm. Când ne referim simplu la pești, vorbim despre zeci de mii de specii, adaptate unor medii și moduri de viață foarte diferite. O capacitate demonstrată experimental la un Caras Auriu / Gold Fish (Carassius auratus), la un pește arcaș (Toxotes chatareus) sau la un pește curățător (Labroides dimidiatus) nu poate fi atribuită automat tuturor peștilor. Tocmai de aceea, în rândurile care urmează mi-am propus să precizez care au fost speciile studiate și ce au demonstrat (sau nu au demonstrat) experimentele respective.

De la memoria de 3 secunde la o lume cognitivă complexă

În ultimele decenii, cercetarea asupra cogniției peștilor a schimbat semnificativ perspectiva asupra acestor animale. Studiile de laborator și observațiile comportamentale ne permit astăzi să punem întrebări care, nu cu foarte mult timp în urmă, ar fi părut surprinzătoare: Cât timp își pot aminti peștii ceea ce au învățat? Pot folosi o reprezentare a spațiului pentru a se orienta? Pot anticipa ora mesei? Pot diferenția fețe? Pot distinge între cantități? Învață observând alți pești? Ce se întâmplă atunci când un pește își vede propria imagine într-o oglindă?

Răspunsurile sunt uneori clare, alteori mult mai nuanțate, iar tocmai acest lucru face subiectul atât de fascinant.

Cercetările despre cogniție nu ne spun doar ceva interesant despre mintea peștilor. Ele ne obligă să ne gândim și la felul în care îi îngrijim. Dacă un pește poate învăța, explora, memora și răspunde la caracteristicile mediului său, atunci acvariul nu este doar un recipient cu apă în care trebuie să menținem temperatura corectă și parametrii chimici potriviți. Este mediul în care acel animal își petrece întreaga viață, iar dacă peștii percep lumea într-un mod mult mai complex decât am crezut, noi ce putem face pentru a le oferi o viață mai bună?

Ce spune știința despre memoria peștilor

Puține mituri despre animale sunt atât de cunoscute precum cel potrivit căruia Carasul Auriu ar avea o memorie de numai trei secunde. Ideea este atât de răspândită încât expresia „memorie de pește” a ajuns să fie folosită chiar și pentru a descrie o persoană care uită repede.

Însă cercetările experimentale asupra Carașilor Aurii contrazic categoric o memorie limitată la câteva secunde. Oamenii de știință studiază mecanismele de învățare și memorie ale peștelui auriu de mai bine de jumătate de secol, iar experimentele realizate până acum arată nu doar că acești pești pot învăța asocieri, ci și că pot păstra informația în timp, diferenția stimuli vizuali și utiliza experiențele anterioare pentru a rezolva anumite sarcini.

Un experiment din Science: ce își aminteau peștii după două săptămâni?

Un exemplu foarte bun vine dintr-un studiu publicat în 1970 în revista Science de E. R. Behrend, A. S. Powers și M. E. Bitterman. Cercetătorii au studiat memoria Carașilor Aurii folosind sarcini de discriminare a culorilor. După ce animalele învățau să diferențieze stimulii, retenția informației era evaluată fie după o zi, fie după două săptămâni.

Important este să formulăm corect rezultatul: experimentul nu ne spune că memoria unui pește auriu durează exact două săptămâni. Ne arată ceva mult mai relevant pentru mitul celor trei secunde: cercetătorii puteau măsura retenția unei informații învățate după intervale de până la două săptămâni. Mai mult, studiul compara mecanismele uitării la Carași Aurii și porumbei și a identificat diferențe între cele două grupuri.

Cu alte cuvinte, încă din 1970 existau rezultate experimentale incompatibile cu ideea unei memorii care se resetează după doar câteva secunde.

Uneori, o singură experiență poate fi suficientă pentru învățare

Un alt experiment, publicat tot în Science, în 1971, oferă o perspectivă diferită asupra memoriei. W. H. Riege și A. Cherkin au lucrat cu nu mai puțin de 408 exemplare de Carași Aucii. În mod natural, aceștia înotau împotriva unui curent de apă pentru a ajunge într-o zonă cu apă liniștită. Cercetătorii au asociat însă intrarea în acea zonă cu un stimul electric aversiv de scurtă durată. După o singură experiență, peștii au început să evite zona, lucru măsurat prin timpul mai mare necesar înainte de a reveni acolo.

Studiul urmărea mecanismele formării memoriei, nu inteligența în sens general, dar demonstrează ceva important: experiența poate modifica ulterior comportamentul peștelui. Aceasta este, în esență, una dintre funcțiile fundamentale ale memoriei: experiența trecută furnizează informație care influențează comportamentul viitor.

Carașii Aurii pot învăța să facă diferența între imagini și modele vizuale

Într-un alt experiment, publicat în 1977 în Physiology & Behavior, Carașii Aurii au fost antrenați timp de patru zile să distingă între două modele vizuale: dungi verticale și dungi orizontale. Studiul este interesant și dintr-un alt motiv. Cercetătorii investigau procesele biologice implicate în formarea memoriei și au administrat unor pești o substanță care inhiba puternic sinteza ARN la nivel cerebral. Animalele respective au prezentat probleme în păstrarea informației de la o zi la alta, în timp ce învățarea realizată în cadrul aceleiași zile nu a fost afectată în același mod.

Rezultatul sugerează că putem vorbi despre procese distincte implicate în memoria pe termen scurt și în consolidarea informației pe termen mai lung, o imagine mult mai complexă decât mitul unui animal care uită permanent ceea ce tocmai s-a întâmplat.

Memoria peștilor nu înseamnă doar a ține minte o recompensă

Cercetările ulterioare au mers mult mai departe și au început să investigheze inclusiv ceea ce se întâmplă în creierul peștelui atunci când învață.

Într-un studiu publicat în 2006 în Neurobiology of Learning and Memory, cercetătorii au investigat rolul receptorilor NMDA (un tip de receptori neuronali pentru glutamat, un important neurotransmițător, implicați în plasticitatea sinaptică, învățare și memorie) din telencefalul Carasului Auriu în învățarea spațială (capacitatea de a învăța și reține informații despre organizarea spațiului în care se află și de a folosi aceste informații pentru a se orienta). Blocarea acestor receptori în timpul procesului de învățare a afectat formarea memoriei spațiale într-o manieră dependentă de doză. Interesant este că aceeași intervenție nu a împiedicat recuperarea unei informații spațiale care fusese deja învățată.

Alte experimente au identificat regiuni ale telencefalului implicate în diferite forme de învățare și memorie la Carasul Auriu. Cercetările au arătat că afectarea anumitor regiuni poate produce deficite specifice în învățarea sau păstrarea informației spațiale, fără să afecteze în același mod sarcinile rezolvate printr-un indiciu vizual direct.

De aici aș extrage o concluzie importantă: memoria nu este o singură capacitate, nici la oameni și nici la alte animale. A învăța că un anumit stimul este asociat cu hrana, a reține o informație vizuală și a memora unde se află un anumit loc presupun sarcini cognitive diferite.

Bine, bine, dar atunci de unde a apărut mitul celor trei secunde?

Deși afirmația este repetată în cultura populară, nu există o bază științifică solidă pentru limita de trei secunde. Nu cred că e cazul să inventăm o origine precisă a mitului atât timp cât nu o putem documenta. Mai interesant este contrastul dintre imaginea populară și ceea ce ne arată cercetările, știința: Carasul Auriu este folosit de zeci de ani ca organism-model în experimente despre învățare și memorie.

Prin urmare, întrebarea corectă nu e aceea dacă peștii își pot aminti ceva pentru mai mult de trei secunde, căci știința a depășit de mult această etapă. Întrebările actuale pe care trebuie să ni le punem sunt mult mai interesante: ce tipuri de informații pot memora peștii și pentru cât timp și prin ce mecanisme și cum folosesc aceste informații pentru a lua decizii?

Una dintre capacitățile care ne oferă răspunsuri fascinante este memoria spațială. Un pește nu trebuie doar să-și amintească ce s-a întâmplat, ci poate avea nevoie să știe și unde: unde se găsește hrana, unde există un adăpost, ce traseu duce către o anumită zonă sau ce repere îl pot ajuta să navigheze prin mediul său.

Memoria și orientarea spațială. Știu peștii unde se află?

A nimeri drumul către un loc important, a-și aminti unde se află hrana sau a recunoaște anumite repere sunt abilități esențiale pentru foarte multe animale, iar peștii nu fac excepție. Pentru ei, informațiile despre spațiu pot însemna diferența dintre găsirea unei surse de hrană și ratarea ei, dintre descoperirea unui adăpost și expunerea în fața unui prădător.

După cum notam mai sus, învățarea spațială reprezintă capacitatea unui animal de a învăța și memora unde se află anumite locuri și cum poate ajunge la ele. Cercetările asupra peștilor au dezvăluit ceva și mai interesant: cel puțin unele specii nu se limitează la memorarea unui traseu rigid sau la urmărirea unui singur obiect vizibil, ci pot utiliza relațiile dintre mai multe repere din mediu pentru a determina unde se află o anumită destinație. O recenzie dedicată cogniției spațiale la peștii teleosteeni (un grup foarte divers care cuprinde majoritatea speciilor de pești actuale) reunește mai multe experimente care susțin existența unor strategii de navigație bazate pe memoria spațială.

Din 25 de locuri posibile, doar unul singur conținea hrană

Un experiment foarte sugestiv a fost realizat de Emilio Durán și colegii săi și publicat în 2008 în Acta Neurobiologiae Experimentalis. Cercetătorii au amenajat într-un acvariu circular mare o matrice de 25 de recipiente, dispuse într-un pătrat de 5 × 5. Numai unul dintre ele conținea recompensa alimentară. În jurul acestei matrice se aflau cinci repere vizuale diferite, iar recipientul cu hrană își păstra aceeași poziție în raport cu ansamblul acestor repere. Așadar, Carașii aurii trebuiau să învețe unde se găsea recipientul corect.

Cercetătorii au complicat sarcina, dar într-un mod inteligent: peștii nu porneau de fiecare dată din același punct. Au fost utilizate poziții de start diferite, tocmai pentru a încuraja animalele să învețe poziția destinației în spațiu, în loc să memoreze pur și simplu o succesiune de mișcări mecanice (de exemplu, înot înainte, apoi virez la dreapta, etc.). Pe măsură ce au fost antrenați, peștii au devenit mai preciși în localizarea recipientului cu hrană. Însă partea cea mai interesantă a experimentului a venit după perioada de învățare.

Urmau un reper sau peștii chiar știau unde trebuie să ajungă?

Dacă peștii ar fi memorat pur și simplu faptul că hrana se află lângă obiectul X sau Y, sarcina ar fi fost relativ simplă. Pentru a afla ce strategie utilizau cu adevărat, cercetătorii au modificat reperele vizuale în timpul unor teste speciale.

Peștii din grupul de control au reușit să localizeze destinația chiar și atunci când o parte dintre repere lipsea. În schimb, atunci când configurația spațială a reperelor era perturbată, performanța lor era afectată. Rezultatele sugerează că aceștia nu se bazau exclusiv pe obiectul cel mai apropiat de hrană, ci utilizau relațiile spațiale dintre mai multe repere pentru a determina poziția destinației. Autorii descriu această strategie drept una de tip „map-like”, asemănătoare utilizării unei reprezentări relaționale a spațiului. Termenul trebuie interpretat cu atenție, căci nu înseamnă că peștele își imaginează o hartă asemenea celei pe care o vedem noi pe ecranul telefonului. Înseamnă că animalul poate utiliza configurația și relațiile dintre mai multe elemente ale mediului pentru a determina poziția unui loc, în loc să depindă de un singur reper sau de un traseu memorat mecanic.

Creierul peștilor păstrează informații despre spațiu

Experimentele comportamentale sunt completate de cercetări asupra creierului. La Carasul Auriu, anumite regiuni ale telencefalului sunt implicate în memoria și navigația spațială. În experimente în care au fost afectate selectiv anumite regiuni, peștii au întâmpinat dificultăți în sarcinile care necesitau folosirea relațiilor spațiale dintre repere, în timp ce capacitatea de a rezolva sarcini bazate pe un indiciu vizual direct putea rămâne neafectată.

Această diferență este foarte interesantă. A înota către un obiect pe care îl vezi și a găsi un loc folosind ceea ce știi despre poziția sa în raport cu mediul nu sunt același lucru din punct de vedere cognitiv.

Cercetări mult mai recente au permis oamenilor de știință să înregistreze activitatea neuronilor în timp ce Carașii Aurii se deplasau liber. Au fost identificate celule a căror activitate varia în funcție de poziția peștelui față de limitele mediului, un tip de codificare spațială care prezintă asemănări funcționale cu ”boundary vector cells” (neuroni care ajută la reprezentarea spațiului, devenind activi în funcție de poziția animalului față de limitele mediului) descrise la mamifere.

Aceste rezultate nu înseamnă că sistemul de navigație al unui pește este identic cu cel al unui mamifer. Ele arată însă că procesarea și memorarea informațiilor despre spațiu au baze neuronale bine definite și la pești.

De ce ar avea nevoie un pește de o asemenea memorie?

În laborator, recompensa poate fi ascunsă într-unul dintre cele 25 de recipiente. În natură, miza este mult mai mare. Un pește poate avea nevoie să rețină poziția unor surse de hrană, a adăposturilor, a teritoriilor sau a zonelor în care există pericole. Într-un mediu complex, posibilitatea de a utiliza mai multe repere este deosebit de utilă: un singur element al peisajului poate dispărea sau își poate schimba aspectul, în timp ce relațiile dintre mai multe repere pot furniza informații mai robuste despre poziție. Recenziile asupra cogniției spațiale la teleosteeni arată că peștii pot utiliza strategii diferite de navigație, în funcție de specie, experiență și tipul sarcinii.

Această capacitate ne ajută să privim puțin diferit și peștii din propriile acvarii. Decorurile, plantele, pietrele sau adăposturile nu alcătuiesc doar un fundal estetic, deși cam asta înseamnă pentru noi, oamenii. Pentru pești în schimb, ele pot face parte dintr-un mediu pe care îl explorează, îl învață și în raport cu care își organizează comportamentul.

Nu înseamnă că trebuie să atribuim automat fiecărui pește toate performanțele demonstrate în experimentele cu Carași Aurii. Dar înseamnă imaginea peștelui care înoată fără să rețină unde se află sau ce se găsește în jurul lui nu are nimic de-a face cu ceea ce ne arată cercetările despre cogniția spațială.

Dacă peștii pot învăța unde se află ceva, următoarea întrebare pe care mulți și-o pun este dacă pot învăța și când urmează să se întâmple ceva?

Peștele tău știe când se apropie ora mesei? Despre timp, rutină și anticiparea hranei

Dacă ai un acvariu de ceva vreme și îți hrănești peștii aproximativ la aceleași ore, este posibil să fi observat un comportament interesant: cu puțin înainte de momentul obișnuit al mesei, unii devin mai activi, se apropie de zona în care primesc hrana sau par să aștepte ceva. Așa se întâmplă și cu peștii mei, în special cu Carasul Auriu care, cu cinci-zece minute înainte de declanșarea hrănitorului automat Tetra, dă târcoale zonei respective și se ridică la suprafață anticipând apariția hranei (sortimentul Tetra GoldFish Sticks este preferatul lui!)

Chiar dacă pare tentant să afirmăm că peștii ar știi cât este ceasul, din punct de vedere științific, formularea ar fi, desigur, prea antropomorfizantă. Dar nu putem să nu ne întrebăm dacă pot peștii să învețe când este posibil să se producă un eveniment și să își adapteze comportamentul în funcție de timp.  Experimente realizate pe mai multe specii sugerează că, în anumite condiții, răspunsul este afirmativ.

Un minut poate fi măsurat și de un Caras Auriu

Unul dintre cele mai vechi experimente relevante a fost publicat de Paul Rozin în Science, în 1965. Carașii aurii au fost antrenați să acționeze o pârghie pentru a primi hrană, dar recompensa devenea disponibilă abia după un minut.

Peștii nu răspundeau pur și simplu cu aceeași frecvență pe parcursul întregului minut. Ei au dezvoltat un tipar temporal caracteristic: după primirea hranei, răspunsurile erau inițial mai rare, apoi deveneau mai frecvente pe măsură ce se apropia momentul în care o nouă recompensă putea fi obținută.

Mai interesant, cercetătorul a redus temperatura apei cu 10°C, ceea ce a redus aproximativ la jumătate rata metabolică. Numărul total de răspunsuri a scăzut, dar distribuția lor relativă de-a lungul intervalului de un minut nu s-a modificat. Rezultatul a sugerat că discriminarea intervalului temporal nu depindea pur și simplu de un mecanism direct legat de rata metabolismului.

La mai bine de trei decenii distanță, un alt experiment a oferit rezultate similare. În 1999, Talton, Higa și Staddon au testat cinci Carași Aurii folosind intervale fixe de 30, 60 și 240 de secunde. Comportamentul peștilor s-a modificat în funcție de durata intervalului, oferind noi dovezi că aceștia puteau utiliza informații temporale pentru a anticipa disponibilitatea recompensei.

Așadar, nu vorbim despre citirea „orei” în sens uman, ci despre capacitatea de a învăța relația temporală dintre evenimente.

Dar pot peștii anticipa hrănirea zilnică?

În 2007, cercetătorii au studiat ceea ce se numește food-anticipatory activity (FAA), pe românește, am putea spune activitate anticipatorie asociată hrănirii. Carașii Aurii au fost hrăniți după un program regulat, iar cercetătorii au analizat nu doar comportamentul lor, ci și o serie de procese fiziologice.

Peștii hrăniți periodic prezentau o creștere a activității locomotorii înainte de momentul mesei. Și organismul lor părea să se pregătească: ritmurile anumitor enzime digestive și ale unor factori implicați în reglarea aportului alimentar erau, de asemenea, influențate de programul regulat de hrănire.

Cu alte cuvinte, anticiparea hranei nu se manifesta doar prin faptul că peștele înota mai mult înainte de masă. Rutina hrănirii era asociată și cu modificări fiziologice care pregăteau organismul pentru sosirea hranei.

Hrănirea regulată poate influența ceasul biologic

Un studiu din 2011 ne duce un pas mai departe. Cercetătorii de la Universidad Complutense de Madrid au vrut să afle dacă ora la care Carașii Aurii erau hrăniți putea influența expresia genelor implicate în ritmurile biologice.

Peștii au fost ținuți în lumină continuă, astfel încât alternanța normală zi-noapte să nu mai poată funcționa drept principal indiciu temporal. Unele grupuri primeau hrană zilnic la 10:00, altele la 22:00, în timp ce un al treilea grup era hrănit după un program aleatoriu. Experimentul s-a desfășurat timp de 30 de zile.

În absența ciclului lumină-întuneric, programul regulat de hrănire a fost suficient pentru menținerea unor ritmuri zilnice ale activității locomotorii și ale expresiei anumitor gene asociate ceasului biologic în creier. Aceste ritmuri nu au fost sincronizate în același mod la peștii hrăniți aleatoriu.

Cercetări ulterioare au arătat că momentul hrănirii poate contribui la sincronizarea unor asemenea ritmuri inclusiv la nivelul tractului digestiv al Carasului Auriu. Iată că rutina nu este doar un concept pe care noi îl proiectăm asupra peștilor. Evenimentele care se repetă predictibil în timp pot deveni semnale biologic relevante pentru organismul lor.

Nu doar CÂND, ci și UNDE

Există experimente și mai spectaculoase, în care cercetătorii au încercat să afle dacă peștii pot combina informațiile discutate în secțiunea precedentă (unde se află ceva) cu informația temporală (când trebuie să meargă acolo).

În 1996, Stephan Reebs a lucrat cu grupuri de opt Notemigonus crysoleucas, specie cunoscută în limba engleză sub numele de golden shiner. Acvariile erau prevăzute cu hrănitoare automate. Într-o variantă a experimentului, hrana era oferită într-o parte a acvariului dimineața și în cealaltă parte după-amiaza. După trei-patru săptămâni de antrenament, cercetătorul a oprit hrănirea și a urmărit unde se poziționau peștii în diferite momente ale zilei.

Majoritatea se aflau în partea corespunzătoare momentului respectiv al zilei, chiar dacă hrana nu mai era oferită. Rezultatele au fost compatibile cu ceea ce cercetătorii numesc time-place learning – învățarea asociată timpului și locului, adică abilitatea de a asocia un anumit loc cu un anumit moment.

Când sarcina a fost complicată prin introducerea a trei locuri în loc de două, rezultatele au devenit însă neconcludente. Este o nuanță importantă: capacitatea demonstrată într-o anumită sarcină nu înseamnă că peștii pot face orice asociere timp-loc, indiferent de complexitatea ei.

Nu toate speciile au avut rezultate identice. Într-un experiment anterior cu ciclide Amatitlania nigrofasciata (denumite în lucrarea originală Cichlasoma nigrofasciatum), peștii au învățat foarte bine ce zone ale acvariului puteau furniza hrană, dar nu au reușit să asocieze fiecare zonă cu un anumit moment al zilei în condițiile acelui experiment.

Acesta este încă un motiv pentru care trebuie să fim atenți atunci când afimă pur și simplu ”peștii pot să….”, căci specia, contextul și dificultatea sarcinii contează foarte mult.

Nu putem presupune că un pește din acvariul de acasă percepe timpul exact așa cum o facem noi. Și nici faptul că vine la geam când te vede nu demonstrează, de unul singur, că a anticipat ora mesei, că poate răspunde la prezența ta, la mișcarea recipientului cu hrană, la aprinderea luminii sau la alți stimuli pe care a învățat să îi asocieze cu hrănirea.

Așadar, peștele chiar ȘTIE că este ora mesei?

Însă experimentele controlate ne permit să afirmăm că unele specii de pești pot învăța intervale temporale, pot manifesta activitate anticipatorie înaintea unei mese programate și, în anumite situații, pot asocia un moment al zilei cu locul în care urmează să apară hrana.

Asta schimbă puțin perspectiva asupra scenei atât de familiare în care peștii se adună în așteptare înainte de masă. Comportamentul lor nu trebuie interpretat drept ”vaaaai, peștii mei știu că este ora 18:00”, dar nici redus automat la un reflex simplu. Învățarea, memoria, ritmurile biologice și anticiparea pot contribui împreună la modul în care un pește răspunde unei rutine predictibile.

Dacă un pește poate învăța UNDE și CÂND se întâmplă ceva important, următoarea întrebare ar fi CÂT de multe informații poate extrage din ceea ce vede? Și oare poate ajunge să diferențieze figurile oamenilor din jur?

Pot peștii să recunoască fețe?

Pentru noi, a recunoaște o figură ni se pare o sarcină atât de firească, încât rareori ne gândim cât de complex este procesul din spatele ei. Pentru oameni, fețele sunt surse extrem de importante de informație, iar creierul nostru dispune de mecanisme neuronale specializate implicate în procesarea lor.

Însă ce se întâmplă în cazul unui animal cu un creier foarte diferit de al nostru? Poate un pește să învețe să facă diferența între două fețe umane? În 2016, o echipă de cercetători condusă de Cait Newport a încercat să răspundă tocmai acestei întrebări, folosind o specie cu abilități vizuale remarcabile: peștele arcaș (Toxotes chatareus). Studiul, publicat în Scientific Reports, a demonstrat că acești pești pot fi antrenați să diferențieze imagini ale unor fețe umane, chiar și atunci când cercetătorii elimină o parte dintre indiciile vizuale simple care i-ar putea ajuta.

Peștele care își doboară prada cu un jet de apă

Alegerea peștelui arcaș nu a fost întâmplătoare. Toxotes chatareus este renumit pentru o abilitate spectaculoasă: poate doborî insecte și alte mici animale aflate deasupra apei, proiectând asupra lor un jet de apă.

Pentru a face acest lucru cu precizie, peștele trebuie să detecteze o țintă relativ mică într-un mediu vizual complex. Tocmai aceste performanțe au făcut din peștii arcaș animale foarte interesante pentru cercetările asupra percepției și cogniției vizuale. În experimentul din 2016, cercetătorii au profitat chiar de comportamentul lor natural de… a scuipa apă.

Deasupra acvariului a fost amplasat un monitor pe care apăreau două imagini cu fețe umane. Peștii trebuiau să aleagă imaginea corectă proiectând asupra ei un jet de apă. Dacă alegeau stimulul potrivit, primeau o recompensă alimentară.

Cu alte cuvinte, în loc să apese un buton (așa cum am întâlnit în alte experimente) acești pești puteau literalmente să arate cercetătorilor alegerea lor cu un jet de apă.

O față dintre alte 44

În primul experiment au participat patru pești arcaș. Aceștia au fost antrenați să facă diferența între două imagini cu fețe umane, iar toți au învățat sarcina. Cercetătorii au vrut apoi să afle dacă abilitatea putea funcționa și atunci când lucrurile deveneau mai dificile. Peștii au fost testați cu 44 de fețe noi, trebuind să diferențieze fața pe care învățaseră să o evite de imaginile pe care nu le mai văzuseră până atunci.

Rezultatele au fost semnificativ peste ceea ce s-ar fi obținut prin alegeri întâmplătoare. Însă exista o problemă. Poate că peștii nu procesau trăsăturile feței propriu-zise. Ar fi putut folosi diferențe mai simple între fotografii (culoarea, luminozitatea sau forma generală a capului). Astfel că cercetătorii au gândit un al doilea experiment.

Ce-ar fi dacă am elimina culoarea și forma capului?

Pentru al doilea test au fost folosiți alți patru pești. De data aceasta, imaginile au fost modificate astfel încât să elimine o parte dintre indiciile care ar fi putut face sarcina mai simplă. Fotografiile au fost transformate în imagini alb-negru, luminozitatea a fost standardizată, iar peste fiecare față a fost aplicată aceeași mască ovală, eliminând astfel forma capului ca posibil indiciu. Apoi peștii au fost testați cu 18 fețe și au reușit din nou.

În cele două experimente, performanța maximă de diferențiere a indivizilor a ajuns la valori cuprinse între aproximativ 77% și 89%, mult peste nivelul de 50% care ar fi fost de așteptat în cazul unei alegeri întâmplătoare între două variante.

Ce face ca acest experiment să fie interesant

Scopul cercetătorilor nu era, de fapt, să afle dacă un pește poate recunoaște persoana care îl hrănește. Întrebarea era mult mai fundamentală. Creierul uman are regiuni corticale puternic implicate în procesarea fețelor. Peștii nu au un neocortex precum mamiferele și, evident, nu au trecut printr-o istorie evolutivă în care recunoașterea fețelor umane să reprezinte o necesitate. Cu toate astea, Toxotes chatareus a reușit să învețe această sarcină.

Rezultatul sugerează că diferențierea unor modele vizuale complexe, precum imaginile fețelor, poate fi realizată de un sistem vizual foarte diferit de cel al oamenilor, fără să fie necesare aceleași structuri cerebrale pe care le folosim noi.

Există o nuanță esențială: autorii studiului precizează că experimentul nu poate stabili dacă peștii folosesc exact aceleași informații vizuale pe care le folosesc oamenii atunci când diferențiază fețele. Mai mult, fotografiile prezentau fețe din față, statice, în condiții controlate, o sarcină mult mai restrânsă decât recunoașterea unei persoane reale, văzute din unghiuri diferite, în mișcare sau cu expresii faciale diferite.

Așadar, peștele tău te recunoaște?

Aici apare tentația unei concluzii foarte atrăgătoare: dacă peștii arcaș disting fețe umane, atunci peștele meu mă recunoaște când mă apropii de acvariu. Studiul nu demonstrează acest lucru. Experimentul arată că Toxotes chatareus poate învăța să diferențieze imagini ale unor fețe umane într-o sarcină controlată. Nu demonstrează că toate speciile de pești recunosc spontan oameni individuali și nici că un pește din acvariu își identifică îngrijitorul exclusiv după trăsăturile feței.

Un pește care devine activ atunci când te apropii poate utiliza numeroase informații: silueta, mișcările corpului, vibrațiile, poziția din care te apropii, rutina zilnică sau alți stimuli pe care i-a asociat în timp cu apariția hranei. Cercetarea ridică o întrebare fascinantă: dacă un pește poate învăța să diferențieze fețe aparținând unei specii cu care nu are nicio relație ecologică naturală, ce poate face atunci când privește fețele propriilor semeni?

Pentru unii pești, fața altui pește chiar contează

Există cercetări interesante și în această direcție. În 2019, un studiu publicat tot în Scientific Reports a analizat comportamentul ciclidei africane Neolamprologus brichardi, specie endemică în Lacul Tanganyika și care trăiește în grupuri sociale stabile. Cercetări anterioare arătaseră deja că această specie poate diferenția indivizi familiari de indivizi necunoscuți pe baza colorației faciale.

De data aceasta, oamenii de știință au vrut să afle unde își îndreaptă atenția peștii atunci când văd un alt pește, iar rezultatul a fost remarcabil: atunci când li se prezentau fotografii ale altor pești, indivizii de N. brichardi își îndreptau atenția inițial și în mod repetat către regiunea feței, iar timpul acordat examinării acesteia era mai mare decât pentru alte părți ale corpului.

Pentru această specie, explicația are sens din punct de vedere biologic. Fața conține informații sociale importante. N. brichardi prezintă, de exemplu, o dungă întunecată în regiunea ochiului, asociată cu semnale privind dominanța și capacitatea de luptă. Prin urmare, o față de pește nu este neapărat doar o față pentru un alt pește, ci poate reprezenta o sursă de informații despre identitatea și statutul individului din fața sa.

Nu e nevoie ca peștii să vadă lumea ca noi pentru a extrage informații complexe din ea

Cele două exemple ne transmit lucruri diferite și tocmai de aceea se completează atât de bine. Experimentul cu Toxotes chatareus demonstrează o capacitate impresionantă de învățare și diferențiere a unor stimuli vizuali complecși, inclusiv fețe umane. Studiile asupra Neolamprologus brichardi ne arată că informațiile faciale pot avea o relevanță socială reală în viața unor specii de pești. Dar dacă peștii pot extrage atât de multe informații din ceea ce văd, apare o altă întrebare neașteptată: pot ei să facă diferența nu doar între imagini, ci și între cantități?

Pot peștii să numere? Ce ne spune știința despre percepția cantităților

După memorie, orientare, perceperea intervalelor de timp și diferențierea unor stimuli vizuali complecși, ajungem la o întrebare care poate părea și mai surprinzătoare: pot peștii să numere? Răspunsul depinde foarte mult de ceea ce înțelegem prin a număra. Nu avem motive să ne imaginăm un pește atribuind fiecărui obiect un număr așa cum învață să facă oamenii. În cercetarea asupra cogniției animale se vorbește mai degrabă despre cogniție numerică, (numerosity) sau despre capacitatea de a diferenția cantități.

Cu alte cuvinte, întrebarea este dacă un pește poate percepe că într-un grup sunt mai multe sau mai puține elemente decât în altul și dacă poate folosi această informație pentru a lua o decizie.

Este o abilitate cu o utilitate evidentă în natură. Pentru un pește social, de exemplu, alegerea unui grup mai numeros poate oferi avantaje în fața prădătorilor. Estimarea cantităților poate fi relevantă și atunci când animalul evaluează surse de hrană, rivali sau alte elemente importante din mediul său. O recenzie publicată de Agrillo și Bisazza în Philosophical Transactions of the Royal Society B arată că abilități de acest tip au fost documentate la mai multe specii de pești.

Dacă ai putea alege, ai înota spre grupul mai numeros?

Una dintre metodele ingenioase prin care cercetătorii studiază această capacitate pornește chiar de la comportamentul natural al peștilor care formează grupuri. Unui individ i se poate oferi posibilitatea de a se apropia de două grupuri de semeni de dimensiuni diferite. Dacă peștele preferă în mod repetat grupul mai numeros, cercetătorii pot investiga apoi ce informații folosește peștele pentru a face alegerea.

Guppy (Poecilia reticulata) au fost printre speciile cel mai intens studiate în acest domeniu. Studiul realizat de Agrillo și Bisazza arată că o mare parte din ceea ce știm despre cogniția numerică la pești provine din cercetări asupra Guppilor, Gambusia holbrooki și scalarilor (Pterophyllum scalare).

La rândul lor, peștii-zebră (Danio rerio) au oferit rezultate interesante. Într-un studiu publicat în Animal Cognition în 2017, peștii au avut posibilitatea de a alege între două grupuri de dimensiuni diferite. În general, aceștia au preferat grupul numeric mai mare, în special pentru anumite diferențe pronunțate între cantitățile comparate. Lucrurile devin însă mult mai interesante atunci când cercetătorii încearcă să afle ce anume percepe peștele.

Numărul sau, pur și simplu, cantitatea mai mare?

Să presupunem că unui pește îi prezentăm două grupuri: unul format din doi indivizi și altul format din patru. Dacă alege grupul de patru, putem spune că a diferențiat numerele 2 și 4? Nu neapărat. Patru pești ocupă, în mod normal, o suprafață vizuală mai mare decât doi. Pot produce mai multă mișcare, pot fi distribuiți diferit în spațiu, iar distanțele dintre indivizi se pot schimba. Peștele ar putea folosi oricare dintre aceste indicii fără să proceseze neapărat numărul indivizilor.

Aceasta este una dintre marile dificultăți ale cercetării cogniției numerice la animale. Pentru a separa informația numerică de aceste proprietăți, cercetătorii pot controla variabile precum suprafața totală ocupată de stimuli, dimensiunea elementelor, densitatea sau distanța dintre ele.

Un experiment foarte elegant realizat pe Gambusia holbrooki a antrenat peștii să diferențieze două elemente de trei în trei situații: una în care era disponibilă informația numerică, dar erau controlate variabilele continue; una în care numărul era menținut constant, dar puteau fi folosite proprietăți continue; și una în care erau disponibile ambele tipuri de informație. Peștii au putut învăța atât atunci când aveau la dispoziție numărul, cât și atunci când se puteau baza pe proprietățile continue ale stimulilor. Când ambele surse de informație erau disponibile simultan, învățarea era mai rapidă.

Este o observație importantă, deoarece lumea reală nu separă de obicei aceste informații așa cum o face laboratorul. Un animal poate integra mai multe indicii simultan pentru a lua o decizie.

Cu suficientă experiență, Guppy pot rezolva probleme tot mai dificile

Un alt experiment ne arată cât de importantă poate fi experiența. În 2014, cercetătorii au antrenat femele de Guppy să diferențieze succesiv seturi cu un număr tot mai apropiat de obiecte. Au început cu o comparație relativ ușoară, 2 versus 3, și au crescut treptat dificultatea până la 5 versus 6. Peștii puteau primi până la 120 de încercări pentru fiecare comparație. Cinci dintre cei opt pești testați au reușit să diferențieze cantitățile la un nivel semnificativ peste șansă până la comparația 4 versus 5.

Rezultatul este interesant nu numai pentru ceea ce ne spune despre cantități, ci și pentru o problemă mai largă din studiul inteligenței animale: performanța observată într-un experiment depinde și de modul în care animalului i se oferă posibilitatea de a învăța. Dacă o specie primește foarte puține încercări, iar alta este antrenată sute sau mii de ori, comparația directă dintre performanțele lor poate deveni înșelătoare.

Abilitatea apare surprinzător de devreme

Peștele-zebră ne oferă o altă perspectivă fascinantă asupra subiectului: când apare capacitatea de a diferenția cantități? Într-un studiu publicat în Proceedings of the Royal Society B, cercetătorii au testat juvenili de Danio rerio folosind preferința lor pentru grupuri de semeni. La numai 21 de zile după fertilizare, peștii manifestau deja preferințe pentru grupul mai numeros în anumite comparații, printre care 1 versus 3, 2 versus 5 și 2 versus 3.

Rezultatele nu au fost însă pur și simplu ”cu cât grupul este mai mare, cu atât îl aleg mai ușor”. De exemplu, peștii nu au reușit în toate comparațiile care, matematic, păreau similare. Autorii consideră că procesarea cantităților rezultă probabil din interacțiunea dintre atenție, memorie și alte mecanisme cognitive, nu din existența unui sistem complet izolat dedicat numerelor.

Cercetarea asupra peștilor-zebră e este astăzi deosebit de valoroasă tocmai pentru că această specie permite oamenilor de știință să treacă de la întrebarea ”poate peștele să facă diferența?” la întrebări despre dezvoltarea, genetica și mecanismele neuronale ale procesării cantităților. Un review din 2022 sintetizează tocmai această direcție de cercetare.

Sunt aceste mecanisme foarte vechi din punct de vedere evolutiv?

Iată poate cea mai interesantă întrebare ridicată de toate aceste experimente. Review-ul lui Agrillo și Bisazza arată că, în anumite teste, performanțele numerice ale peștilor prezintă asemănări cu cele observate la păsări și mamifere. Una dintre ipotezele discutate este că anumite mecanisme elementare pentru evaluarea cantităților ar putea avea origini foarte vechi în evoluția vertebratelor.

Aceasta rămâne o întrebare de cercetare și nu o concluzie care ne permite să spunem că toate vertebratele numără în același fel. Dar putem afirma că existența unor capacități de estimare a cantității la animale cu creiere și istorii evolutive atât de diferite este remarcabilă.

Așadar, peștii știu să numere?

Dacă prin a număra înțelegem utilizarea simbolurilor numerice și numărarea conștientă, succesivă, a obiectelor, nu aceasta este capacitatea demonstrată de experimentele despre care am vorbit mai sus. Dacă întrebarea se referă la faptul că anumite specii de pești pot diferenția cantități și folosi informația cantitativă pentru a lua decizii, atunci avem dovezi experimentale că da.

Peștii pot învăța unii de la alții? Despre observație, informație socială și experiență

Să înveți totul prin încercare și eroare poate fi costisitor. În natură, o alegere greșită poate însemna pierderea unei surse de hrană, consum inutil de energie sau chiar expunerea la un prădător. Există însă o alternativă: să obții informații urmărind ceea ce fac ceilalți.

Pentru animalele care trăiesc în grupuri, comportamentul semenilor lor poate constitui o sursă valoroasă de informații. Dacă mai mulți indivizi se hrănesc într-un anumit loc, dacă fug brusc sau evită o anumită zonă, observarea lor poate oferi indicii despre ceea ce se întâmplă în mediu.

Peștii nu fac excepție. Cercetările desfășurate asupra mai multor specii au arătat că informația socială poate influența alegerea hranei, localizarea unor resurse, răspunsul față de prădători, alegerea partenerilor sau deplasarea prin mediu.

La ce se referă, de fapt, stintagma învățare socială?

În literatura de specialitate, învățarea socială se referă, în sens larg, la situațiile în care ceea ce un individ învață este influențat de observarea sau interacțiunea cu un alt individ ori cu urmele comportamentului acestuia. Deci nu înseamnă neapărat imitație.

De exemplu, un pește poate să observe că alți indivizi se hrănesc într-un anumit loc și să înceapă să exploreze mai frecvent zona respectivă. Sau prezența unor semeni care consumă o hrană necunoscută poate reduce reticența față de aceasta. Există chiar situații în care informația dobândită social poate persista și după dispariția indivizilor de la care a fost obținută.

Un profesor poate schimba tradiția unui banc de pești

Un experiment clasic, publicat în Animal Behaviour în 1998 de Kevin Laland și Katherine Williams, a oferit o demonstrație foarte interesantă. Cercetătorii au lucrat cu Guppy (Poecilia reticulata) și au creat două trasee prin care peștii puteau ajunge la hrană. Un grup a fost antrenat să utilizeze o rută, iar altul, ruta alternativă. Ulterior, pești neexperimentați au fost introduși alături de cei care cunoșteau deja traseul.

Noii veniți au avut tendința să urmeze ruta utilizată de peștii experimentați. Mai mult, după îndepărtarea treptată a indivizilor inițial antrenați, preferința pentru traseul respectiv putea continua să fie transmisă în cadrul grupului.

Este un rezultat remarcabil, deoarece arată că o preferință comportamentală poate fi menținută prin transmiterea socială a informației, nu doar prin experiența individuală a fiecărui pește. Ulterior, cercetătorii au investigat asemenea fenomene inclusiv în contextul rutelor de deplasare și al căutării hranei, iar studiile asupra peștilor au devenit unele dintre exemplele clasice din literatura despre învățarea socială la animale.

Poate un pește să afle ce este sigur să mănânce observându-i pe ceilalți?

Hrana reprezintă un alt context în care informația socială poate fi valoroasă. Pentru un animal, o sursă de hrană necunoscută presupune întotdeauna o anumită incertitudine. Observarea unui semen care o consumă fără consecințe nefaste poate furniza informație utilă. În acest context, ajungem la un studiu recent și deosebit de relevant pentru subiectul prezentat în aceste rânduri.

În 2024, cercetătoarele Catherine Blane și Rebecca Holland au publicat în Behavioural Processes studiul „The effect of observing trained conspecifics on the performance and motivation of goldfish, Carassius auratus, in a spatial task”. Cercetarea a urmărit dacă peștii (Carașii Aurii) pot beneficia de observarea unor semeni deja antrenați atunci când trebuie să rezolve o sarcină spațială. Experimentul este foarte interesant tocmai pentru că rezultatul nu a fost cel simplu la care ne-am putea aștepta.

Pești care îi privesc pe alți pești rezolvând un labirint

Cercetătoarele au folosit un labirint în formă de T. Peștii puși să demonstreze fuseseră deja antrenați să navigheze prin acesta pentru a ajunge la o recompensă alimentară. Peștii neantrenați au fost împărțiți în grupuri. Unii au avut posibilitatea să observe peștii antrenați parcurgând sarcina și consumând recompensa, în timp ce grupurile de control au trecut prin condiții diferite de observație. Ulterior, peștii au fost testați ei înșiși în labirint.

Dacă simpla observare ar fi transmis informația spațială necesară rezolvării sarcinii, ne-am fi așteptat ca observatorii să învețe traseul mai repede. Dar nu asta s-a întâmplat. Peștii care îi văzuseră pe demonstratori rezolvând sarcina nu au învățat traseul spațial mai repede. Dimpotrivă, în condițiile experimentului, au avut nevoie de mai multe încercări pentru a atinge criteriul de învățare decât anumite grupuri de control. Așadar, studiul nu oferă dovezi că peștii au învățat soluția labirintului pur și simplu privindu-i pe ceilalți. Însă cercetătoarele au observat altceva.

Nu au învățat traseul, dar au învățat ceva despre hrană

Peștii care observaseră demonstratorii consumând recompensa alimentară au fost mai predispuși să consume ei înșiși recompensa atunci când au fost testați. Cu alte cuvinte, informația socială pare să fi influențat acceptarea hranei, chiar dacă nu a transmis în mod demonstrabil informația necesară navigării prin labirint.

Autorii discută rezultatul în termenii transmiterii sociale a acceptării hranei: observarea semenilor care consumau recompensa ar fi putut reduce reticența observatorilor față de acel aliment. Este un rezultat mai puțin spectaculos decât titlul (Peștii învață labirinturi privindu-i pe ceilalți), dar din punct de vedere științific este mult mai interesant căci ne arată că informația socială poate influența unele componente ale comportamentului fără să transmită automat întreaga soluție a unei probleme.

A observa nu înseamnă neapărat a imita, iar această diferență este esențială.Când spunem că un animal învață de la altul, avem tendința să ne imaginăm imediat imitația: un individ vede exact ce face celălalt și reproduce comportamentul.Însă învățarea socială poate funcționa prin mecanisme mult mai simple. Prezența altui individ poate atrage atenția asupra unui loc sau obiect; observarea unui semen poate reduce teama față de ceva necunoscut; comportamentul grupului poate modifica probabilitatea ca animalul să exploreze o anumită zonă.

De aceea, cercetătorii încearcă să stabilească nu numai dacă informația este transmisă social, ci și ce anume a fost învățat și prin ce mecanism. Studiul din 2024 pe Carași Aurii este un exemplu excelent: observatorii au dobândit informație relevantă despre hrană, dar nu avem dovezi că au copiat soluția spațială a demonstratorilor.

Peștii nu trebuie să descopere singuri totul despre lumea lor

Privite împreună, aceste cercetări ne arată că viața socială a peștilor poate reprezenta și o sursă de informație. Pentru speciile sociale, ceilalți indivizi pot furniza indicii despre hrană, trasee, pericole sau alte aspecte ale mediului. În anumite situații, comportamentele dobândite prin această cale se pot menține în grup, generând ceea ce cercetătorii descriu uneori drept tradiții sociale.

Nu înseamnă că fiecare pește învață orice comportament observându-i pe ceilalți și nici că mecanismele sunt identice între specii. Însă imaginea peștelui ca animal care reacționează izolat la mediul său devine, din nou, insuficientă. Am stabilit până acum că peștii își amintesc, se orientează, anticipează evenimente, diferențiază stimuli vizuali, evaluează cantități și utilizează informații provenite de la alți indivizi. Dar pot oare să folosească aceste informații și pentru a face o distincție mult mai dificilă, aceea între propriul corp și un alt individ? Pentru a încerca să răspundă, cercetătorii au pus un pește în fața unui obiect aparent banal: o oglindă. Rezultatul a declanșat una dintre cele mai interesante controverse din studiul modern al cogniției animale.

Se poate recunoaște peștele pe sine în oglindă?

Pentru noi, oglinda a devenit un obiect banal. Ne privim în ea reflexia și nu avem nicio îndoială asupra identității persoanei din imagine. Asociere dintre imaginea reflectată și propriul corp presupune ceva deloc banal: capacitatea de a înțelege că individul pe care îl vezi în oglindă ești chiar tu. De zeci de ani, cercetătorii încearcă să investigheze această capacitate la animale printr-un experiment devenit celebru: testul oglinzii sau mirror mark test.

Procedura clasică presupune plasarea pe corpul animalului, fără ca acesta să o poată vedea direct, a unui semn vizibil. Animalului i se oferă apoi acces la o oglindă. Dacă, după observarea reflexiei, încearcă să atingă, examineze sau îndepărteze semnul de pe propriul corp, comportamentul poate indica faptul că a înțeles relația dintre imaginea din oglindă și el însuși.

Testul a fost asociat mult timp cu autorecunoașterea vizuală și, în interpretările mai puternice, cu anumite forme de conștiință de sine. Tocmai aici se conturează o controversă: ce demonstrează cu adevărat faptul că un animal trece acest test? În 2019, un pește mic a transformat această întrebare într-o dezbatere majoră.

Faceți cunoștință cu Labroides dimidiatus (cunoscut în engleză drept bluestreak cleaner wrasse)

Protagonistul experimentului este Labroides dimidiatus, peștele curățător cu dungă albastră, o specie tropicală din familia Labridae. În mediul natural, acești pești au un mod de viață extraordinar. Ei amenajează așa-numite stații de curățare, vizitate de alți pești, de pe suprafața cărora îndepărtează și consumă ectoparaziți, mucus și țesuturi moarte. Viața lor presupune numeroase interacțiuni sociale, iar specia este deja cunoscută cercetătorilor pentru comportamente sociale și capacități cognitive complexe.

În studiul publicat în 2019 în PLOS Biology, Masanori Kohda și colegii săi au expus peștii la oglinzi și le-au urmărit comportamentul în mai multe etape. La început, peștii au reacționat la reflexie ca și când ar fi întâlnit un alt individ, manifestând comportamente sociale față de imaginea din oglindă.

Însă cu timpul, comportamentul s-a schimbat. Au început să efectueze în fața oglinzii mișcări neobișnuite, repetitive, pe care cercetătorii le-au interpretat ca fiind compatibile cu o posibilă explorare a relației dintre propriile mișcări și cele ale reflexiei. Ulterior, petreceau timp în poziții din care își puteau examina în oglindă anumite regiuni ale corpului.

Un semn pe care peștele îl putea vedea numai în oglindă

Cercetătorii au plasat pe corpul peștilor un marcaj colorat, într-o zonă care nu putea fi văzută direct de animal. Pentru a observa semnul, peștele trebuia să se privească în oglindă. Marcajul avea și o caracteristică foarte importantă: culoarea brună fusese aleasă astfel încât să semene cu un ectoparazit, ceva extrem de relevant biologic pentru o specie care detecta și consuma paraziți de pe suprafața altor pești.

După ce vedeau în oglindă marcajul, unii dintre pești își frecau regiunea marcată a corpului de suprafețele din acvariu ceea ce indică un comportament compatibil cu încercarea de a îndepărta ce vedeau pe propriul corp. Același comportament nu apărea în mod comparabil atunci când era utilizat un marcaj transparent sau atunci când peștii marcați nu aveau acces la oglindă.

Conform criteriilor comportamentale tradiționale ale testului marcajului, rezultatul era remarcabil: peștii prezentau comportamente compatibile cu trecerea testului oglinzii.

Atunci asta înseamnă că peștele este conștient de sine?

Autorii lucrării au fost prudenți în a susține astfel de afirmații. Chiar titlul studiului formula problema provocator: dacă un pește poate trece testul marcajului, ce implicații are acest lucru pentru modul în care testăm conștiința și autorecunoașterea la animale? Cu alte cuvinte, rezultatul permitea cel puțin două interpretări majore.

Prima: Labroides dimidiatus posedă o formă de autorecunoaștere vizuală mult mai sofisticată decât s-ar fi presupus în mod tradițional pentru un pește. A doua: testul oglinzii nu măsoară conștiința de sine atât de simplu și categoric pe cât s-a presupus.

Frans de Waal: este autorecunoașterea o capacitate de tip totul sau nimic?

Celebrul primatolog Frans de Waal a comentat studiul într-un articol publicat simultan în PLOS Biology. De Waal nu considera rezultatele ca fiind suficiente pentru a demonstra autorecunoașterea în oglindă în sensul puternic atribuit, de exemplu, oamenilor și marilor maimuțe. El ridica inclusiv întrebări privind interpretarea mișcărilor neobișnuite din fața oglinzii și natura marcajului folosit.

Observația lui cea mai interesantă depășea experimentul cu pești, căci De Waal critica tendința de a trata conștiința de sine drept o proprietate binară: ori animalul o are, ori nu o are, iar testul oglinzii ar decide în care categorie se află.

Din perspectivă evolutivă, argumenta el, ar putea fi mai realist să ne gândim la diferite niveluri și forme ale reprezentării propriului corp și ale distincției dintre sine și ceilalți. Rezultatele obținute la Labroides dimidiatus ar putea indica o formă intermediară de înțelegere a oglinzii, fără să fie nevoie să echivalăm această performanță cu experiența umană a sinelui.

Așadar, întrebarea nu ar trebuie să fie „Are peștele conștiință de sine? Da ori ba?”, ci mai degrabă ”Ce informații despre propriul corp poate obține peștele din oglindă și cum le utilizează?”

Dar dacă peștele simțea pur și simplu marcajul?

Aceasta a fost una dintre cele mai importante obiecții aduse experimentului. Marcajul fusese introdus sub piele. Poate că peștele îl simțea, iar frecarea corpului nu avea nimic de-a face cu ceea ce observa în oglindă. Kohda și colegii săi au revenit asupra problemei printr-o serie de experimente publicate în 2022, tot în PLOS Biology. De data aceasta, scopul declarat a fost tocmai investigarea explicațiilor alternative și a limitărilor ridicate după primul studiu. Rezultatele au devenit și mai interesante. Toți cei 14 pești noi testați și marcați cu semnul brun și-au frecat gâtul atunci când aveau acces la oglindă. În schimb, marcajele albastre și verzi nu au produs același comportament.

Pentru că semnul brun avea o semnificație ecologică pentru acești pești: semăna cu ceva ce ar putea interpreta drept ectoparazit. Marcajele albastre și verzi nu prezentau aceeași relevanță. Mai mult, atunci când cercetătorii au introdus marcajul brun mai profund, astfel încât să producă o senzație fizică mai evidentă, peștii au început să se frece chiar și fără oglindă. În condițiile normale ale testului, însă, prezența oglinzii era importantă pentru apariția comportamentului.

Acest control experimental întărește argumentul că, în condiția inițială, simpla senzație provocată de marcaj nu explică în întregime reacția peștilor.

Mai exista o explicație posibilă. Poate că peștele vedea în oglindă doar un alt pește cu o pată și, dintr-un motiv oarecare, acest lucru declanșa comportamentul de frecare. Cercetătorii au testat și această posibilitate. Peștii au putut vedea un alt individ care purta același marcaj brun. Observarea acelui pește nu i-a determinat să își frece propriul gât. Prin urmare, reacția nu pare să fi fost declanșată pur și simplu de vederea unei pete asemănătoare unui parazit pe corpul oricărui pește.

Autorii au concluzionat că noile experimente le sporesc încrederea că Labroides dimidiatus poate trece criteriile comportamentale ale testului marcajului, cu condiția ca stimulul utilizat să fie relevant ecologic pentru specie.

De ce nu au reacționat peștii la marcajele albastre sau verzi? Nu neapărat pentru că nu le vedeau. O posibilă explicație este că acestea nu reprezentau ceva suficient de relevant pentru a merita îndepărtat. Gândește-te la testul clasic aplicat unei primate: animalul vede o pată neobișnuită pe propria față și o atinge. Dar Labroides dimidiatus nu are mâini și nici nu își examinează corpul din aceleași motive ca o primată. Pentru un animal a cărui ecologie este strâns legată de identificarea ectoparaziților, o pată care seamănă cu un parazit poate fi mult mai semnificativă decât o simplă pată colorată.

Studiul ridică astfel o problemă metodologică foarte importantă: un test cognitiv poate subestima capacitățile unui animal dacă îi cere să manifeste un comportament care nu are prea mult sens pentru biologia speciei respective. Este o lecție care depășește cu mult cazul peștilor.

După aceste experimente, ar fi tentant să afirmăm pur și simplu că peștii se recunosc în oglindă, însă ar fi doar o generalizare. În primul rând, vorbim despre o anumită specie, Labroides dimidiatus, nu despre pești în general. În al doilea rând, a trece testul marcajului și a avea conștiință de sine nu sunt neapărat sinonime. Primul este un rezultat comportamental observabil, pe când al doilea este o interpretare mult mai amplă despre experiența mentală a animalului.

Este adevărat că studiile din 2019 și 2022 oferă dovezi puternice că acești pești pot utiliza informația oferită de oglindă într-un mod direcționat către propriul corp, iar experimentele de control fac unele dintre explicațiile alternative simple mai puțin plauzibile.

Cred că cea mai valoroasă consecință a experimentului nu este că ne permite să bifăm încă o specie pe lista animalelor care se recunosc, ci faptul că ne obligă într-un fel să reconsiderăm cum evaluăm mintea unor animale foarte diferite de noi.

Ce reprezintă toate lucrurile menționate anterior pentru peștii din acvariile noastre?

Am plecat de la demontarea mitului potrivit căruia Carasul auriu are o memorie de doar câteva secunde. După toate cercetările pe care le-am menționat în rândurile de mai sus, este evident că această idee nu mai poate descrie în mod serios capacitățile cognitive ale peștilor.

Am vazut că există specii capabile să învețe și să păstreze informații, să utilizeze repere pentru a se orienta, să anticipeze evenimente, să diferențieze stimuli vizuali complecși și cantități, să folosească informațiile furnizate de alți indivizi și, în cazul spectaculos al Labroides dimidiatus, chiar să manifeste comportamente care au obligat cercetătorii să reanalizeze modul în care interpretăm testul oglinzii.

Desigur că nu toate acestea se aplică tuturor peștilor, căci vorbim despre zeci de mii de specii, adaptate unor medii, stiluri de viață și provocări ecologice extrem de diferite. O abilitate demonstrată la un pește arcaș, un Guppy sau un pește curățător nu poate fi atribuită automat tuturor celorlalte specii. Însă există o concluzie mai generală pe care o putem desprinde din toate aceste cercetări: peștii sunt animale capabile să perceapă, să învețe și să își adapteze comportamentul pe baza experienței și a informațiilor pe care le primesc din mediul lor. Iar pentru cei care au acasă un acvariu cu pești ornamentali, această perspectivă contează.

De reținut: un acvariu nu este doar un alt recipient cu apă

Atunci când ne gândim la bunăstarea unui pește, primele lucruri care ne vin în minte sunt calitatea apei, temperature acesteia, filtrarea bună, oxigenarea suficientă, hrana de calitate și dimensiunea corectă a acvariului. Este adevărat că toate acestea reprezintă condiții fundamentale, fără de care nu putem vorbi despre o îngrijire corespunzătoare a peștilor. Dar bunăstarea nu se reduce neapărat la supraviețuire și sănătate fizică.

Un mediu adecvat ar trebui să îi ofere animalului și posibilitatea de a manifesta comportamente relevante pentru biologia speciei sale. Aici trebuie menționat conceptul de environmental enrichment sau, mai pe românește, îmbogățirea mediului. În cazul peștilor, aceasta nu înseamnă să umplem acvariul cu obiecte (decorațiuni, ascunzători, rădăcini, etc.) doar pentru a-l face mai interesant (din perspectiva noastră). Dimpotrivă, amenajarea trebuie să pornească de la nevoile speciei.

Pentru unele specii pot conta ascunzătorile și structurile între care să exploreze. Pentru altele, vegetația, substratul potrivit, spațiul deschis pentru înot, posibilitatea de a căuta hrana sau compania semenilor sunt mult mai importante. Un pește teritorial are alte nevoi decât unul care trăiește în banc. O specie care caută hrana în substrat nu interacționează cu mediul în același mod ca una care vânează în coloana de apă.

Cu alte cuvinte, un mediu complex nu este automat un mediu bun. Este valoros numai atunci când complexitatea lui are sens pentru animalul care trăiește acolo.

Hrănirea poate fi mai mult decât simpla administrare a mâncării

Cercetările despre memorie, anticipare și învățare ne oferă și un motiv să privim altfel unul dintre cele mai obișnuite momente din viața acvariului și anume hrănirea. Peștii pot învăța asocieri între anumite semnale și apariția hranei, iar unele specii manifestă comportamente de căutare elaborate în natură. De aceea, acolo unde este potrivit speciei, hrana poate fi oferită și într-un mod care să stimuleze explorarea și comportamentul natural de căutare, nu neapărat întotdeauna în exact același punct.

Aceasta nu înseamnă că trebuie să transformăm fiecare masă într-un joc și nici să perturbăm o rutină care funcționează bine. Înseamnă doar să înțelegem că, pentru pește, interacțiunea cu hrana poate reprezenta și o experiență comportamentală, nu doar aportul unei anumite cantități de nutrienți.

Comportamentul peștelui = o informație în sine

Poate că una dintre cele mai utile consecințe ale schimbării perspectivei asupra cogniției peștilor este faptul că începem să îi observăm mai atent. Un pește care explorează, se ascunde, caută hrană, interacționează cu semenii, apără un teritoriu sau anticipează rutina zilnică ne oferă permanent informații despre modul în care percepe mediul.

Schimbările de comportament pot conta. Un individ care devine brusc retras, renunță la explorare, nu mai reacționează la hrană, manifestă agresivitate neobișnuită sau își modifică alte comportamente caracteristice merită observat cu atenție. Cauzele pot fi foarte diverse, de la parametrii apei și compatibilitatea dintre specii până la stres sau probleme de sănătate.

A cunoaște comportamentul normal al speciei și, în timp, al propriilor pești devine astfel o componentă importantă a îngrijirii responsabile.

Poate că problema nu a fost niciodată memoria peștilor, ci felul în care i-am privit

Mitul celor trei secunde este seducător tocmai pentru că oferă o explicație simplă. Un pește înoată prin acvariu, uită ce s-a întâmplat și descoperă lumea din nou. O imagine amuzantă, repetată atât de des încât a ajuns să fie percepută aproape ca un fapt biologic. Numai că știința ne descrie o lume mult mai interesantă. Nu există o singură inteligență a peștilor, după cum nu există nici un singur mod de a fi pește. Unele dintre speciile pe care le-am menționat în acest articol au evoluat pentru a naviga prin spații complexe, altele pentru a trăi în grupuri sociale, pentru a găsi resurse, a evita prădători, a recunoaște indivizi sau a exploata informațiile disponibile în mediul lor.

Inteligența lor trebuie înțeleasă în raport cu lumea în care au evoluat, nu măsurată exclusiv după cât de mult seamănă cu a noastră.

Poate că un pește nu își amintește lumea așa cum o facem noi. Nu percepe timpul exact ca noi, nu numără în sensul în care folosim noi numerele și nu putem presupune că experiența lui în fața unei oglinzi seamănă cu propria noastră experiență a sinelui. Dar toate experimentele pe care le-am enumerat ne arată cât de riscant este să confundăm diferența cu simplitatea. Pentru pasionații de acvaristică, aceasta nu este doar o curiozitate științifică, ci un motiv în plus să privească acvariul ca pe mediul de viață al unor animale care observă, învață și reacționează la ceea ce se întâmplă în jurul lor.

Data viitoare când peștii se adună înainte să le oferi hrana, aleg același traseu printre plante sau par să reacționeze imediat când te apropii de acvariu, nu trebuie să le atribuim gânduri omenești pentru a ne minuna de comportamentul lor, ci poate e suficient să ne întrebăm ce a învățat acest pește despre lumea în care trăiește.

Bibliografie și alte surse științifice care pot fi consultate pe acest subiect

• Agrillo, C. & Bisazza, A. (2018). Understanding the origin of number sense: a review of fish studies. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences.
• Agrillo, C., Piffer, L. & Bisazza, A. (2011). Number versus continuous quantity in numerosity judgments by fish. Cognition.
• Behrend, E.R., Powers, A.S. & Bitterman, M.E. (1970). Interference and forgetting in bird and fish. Science.
• Bisazza, A., Agrillo, C. & Lucon-Xiccato, T. (2014). Extensive training extends numerical abilities of guppies. Animal Cognition.
• Blane, J.C. & Holland, R.A. (2024). The effect of observing trained conspecifics on the performance and motivation of goldfish, Carassius auratus, in a spatial task. Behavioural Processes.
• Broglio, C., Rodríguez, F. & Salas, C. (2003). Spatial cognition and its neural basis in teleost fishes. Fish and Fisheries.
• Brown, C. (2015). Fish intelligence, sentience and ethics. Animal Cognition.
• Bshary, R., Wickler, W. & Fricke, H. (2002). Fish cognition: a primate’s eye view. Animal Cognition.
• Cohen, L., Vinepinsky, E., Donchin, O. & Segev, R. (2023). Boundary vector cells in the goldfish central telencephalon encode spatial information. PLOS Biology.
• de Waal, F.B.M. (2019). Fish, mirrors, and a gradualist perspective on self-awareness. PLOS Biology.
• Durán, E., Ocaña, F.M., Broglio, C., Rodríguez, F. & Salas, C. (2008). The goldfish as a case study of spatial cognition in teleost fish. Acta Neurobiologiae Experimentalis.
• Feliciano, A. et al. (2011). Feeding time synchronizes clock gene rhythmic expression in brain and liver of goldfish (Carassius auratus). Journal of Biological Rhythms.
• Gómez, Y., Vargas, J.P., Portavella, M. & López, J.C. (2006). Spatial learning and goldfish telencephalon NMDA receptors. Neurobiology of Learning and Memory.
• Hotta, T. et al. (2019). Fish focus primarily on the faces of other fish. Scientific Reports.
• Kohda, M. et al. (2019). If a fish can pass the mark test, what are the implications for consciousness and self-awareness testing in animals? PLOS Biology.
• Kohda, M. et al. (2022). Further evidence for the capacity of mirror self-recognition in cleaner fish and the significance of ecologically relevant marks. PLOS Biology.
• Laland, K.N. & Williams, K. (1997). Shoaling generates social learning of foraging information in guppies. Animal Behaviour.
• Messina, A. et al. (2022). Quantity as a Fish Views It: Behavior and Neurobiology. Frontiers in Neuroanatomy.
• Newport, C., Wallis, G., Reshitnyk, Y. & Siebeck, U.E. (2016). Discrimination of human faces by archerfish (Toxotes chatareus). Scientific Reports.
• Nisembaum, L.G. et al. (2012). Light-dark cycle and feeding time differentially entrains the gut molecular clock of the goldfish (Carassius auratus). Chronobiology International.
• Ohi, S. (1977). Effects of actinomycin D on brain RNA synthesis and discrimination learning in the goldfish (Carassius auratus). Physiology & Behavior.
• Reebs, S.G. (1993). A test of time-place learning in a cichlid fish. Behavioural Processes.
• Reebs, S.G. (1996). Time-place learning in golden shiners (Pisces: Cyprinidae). Behavioural Processes.
• Riege, W.H. & Cherkin, A. (1971). One-trial learning and biphasic time course of performance in the goldfish. Science.
• Rodríguez, F. et al. (2002). Conservation of spatial memory function in the pallial forebrain of reptiles and ray-finned fishes. The Journal of Neuroscience.
• Rodríguez, F. et al. (2002). Spatial memory and hippocampal pallium through vertebrate evolution: insights from reptiles and teleost fish. Brain Research Bulletin.
• Rodríguez, F. et al. (2021). Spatial Cognition in Teleost Fish: Strategies and Mechanisms. Animals.
• Rozin, P. (1965). Temperature independence of an arbitrary temporal discrimination in the goldfish. Science.
• Saito, K. & Watanabe, S. (2006). Deficits in acquisition of spatial learning after dorsomedial telencephalon lesions in goldfish. Behavioural Brain Research.
• Salas, C. et al. (1996). Telencephalic ablation in goldfish impairs performance in a “spatial constancy” problem but not in a cued one. Behavioural Brain Research.
• Salena, M.G., Turko, A.J., Singh, A., Pathak, A., Hughes, E., Brown, C. & Balshine, S. (2021). Understanding fish cognition: a review and appraisal of current practices. Animal Cognition.
• Seguin, D. & Gerlai, R. (2017). Zebrafish prefer larger to smaller shoals: analysis of quantity estimation in a genetically tractable model organism. Animal Cognition.
• Sheardown, E. et al. (2022). Characterizing ontogeny of quantity discrimination in zebrafish. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
• Talton, L.E., Higa, J.J. & Staddon, J.E.R. (1999). Interval schedule performance in the goldfish Carassius auratus. Behavioural Processes.
• Vera, L.M. et al. (2007). Feeding entrainment of locomotor activity rhythms, digestive enzymes and neuroendocrine factors in goldfish. Physiology & Behavior.
• Vinepinsky, E. et al. (2020). Representation of edges, head direction, and swimming kinematics in the brain of freely-navigating fish. Scientific Reports.