Fischen geht es nicht anders als Menschen: Auch sie müssen oft gegen den Strom schwimmen, wenn sie vorankommen wollen. Eine neue Studie ergab, dass Fische mit dem Blick auf den Boden schwimmen, um nicht von der Strömung abgetrieben zu werden.
Fische nutzen einen Trick zur Stabilisierung
Jeder kennt den Anblick eines Fisches, der still im Wasser steht. Er bewegt sich nicht vor oder zurück, nur seine Flossen schlagen behutsam auf und ab. Das schaut leichter aus, als es ist. Denn um diese Ruhe bewahren zu können, benötigen Fische einen Trick.
Eine Studie der US-amerikanischen Informatikerin Emma Alexander und ihren Kollegen der Northwestern University ergab, dass sich Fische zur Orientierung auf den Boden konzentrieren. Dieser ist beständig, denn Felsen und große Steine bewegen sich nicht mit der Strömung. Pflanzen oder Sedimenten bewegen sich hingegen mit der Fließrichtung des Wassers.
„Es ist, als würdest du in einem stehenden Zug sitzen, und der Zug am Gleis nebenan setzt sich in Bewegung. Dann kann es vorkommen, dass du denkst, du selbst bewegst dich“, erklärt Alexander in einer Meldung der Universität. Alle anderen Sinneswahrnehmungen geben das Signal des Stillstands, aber der optische Eindruck ist so stark, dass er das Gehirn austrickst. Genau das passiert mit den Fischen, wenn sie etwa eine Alge anschauen, die sich in der Strömung treiben lässt. Daher weichen ihre Augen zur Orientierung auf den Boden aus. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Biologen vergangene Woche im Fachmagazin Current Biology.
Untersuchungen im natürlichen Habitat
Die Wissenschaftler wählten für ihre Untersuchungen den indischen Zebrafisch aus, da dieser bereits gut erforscht ist und durch seinen Lebensraum in seichten Flüssen als zugänglich gilt. Mithilfe eines ausgeklügelten Roboterarms, an dem eine Kamera befestigt war, machten sie dann Videoaufnahmen. Der Arm konnte sich in alle Richtungen drehen, um damit keine Bewegung der Fische zu verpassen. „Dadurch wurde uns ermöglicht, unsere Augen nach denen der Fische auszurichten. Wir sahen also, was die Fische gesehen haben“, so Alexander weiter.
Trotzdem war die Untersuchung der Blickrichtung der Zebrafische eine Herausforderung für die Forscher. Schließlich müssen die Wassertiere ihre Köpfe nicht bewegen, um an die Wasseroberfläche oder den Boden zu blicken, sie haben ein viel größeres Sichtfeld als der Mensch. In den USA wurden deshalb noch Untersuchungen im Labor durchgeführt. In einem Aquarium wurden Musterstimuli aus Licht an unterschiedliche Orte geworfen und die Fische wurden bei ihren Reaktionen beobachtet. Wenn die Muster am Boden erschienen, schwammen die Zebrafische abgestimmt auf die sich bewegenden Lichtstrahlen. Ein weiterer Beweis dafür, dass sie sich am Boden orientieren.
Simulation brachte den Durchbruch
Die Daten, die die Forscher im natürlichen Lebensraum und im Labor sammelten, wurden letztlich zu einer Simulation zusammengefügt. Mithilfe von weiteren biologischen Daten der Zebrafische und optischen Algorithmen konnten die Biologen schlussfolgern, dass die Fische immer dann auf den Boden schauten, wenn sie nach vorn schwammen. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Fische sich an Steinen und Ähnlichem orientieren, um nicht abzutreiben.
Ihre Erkenntnisse sollen nun auch für die Entwicklung von fortgeschrittenen Robotern verwendet werden, die sich an der Biologie von Tieren orientieren.
Artikel von Anna Mikulics, Bild von Petr Kuznetsov auf Pixabay