淡水象鼻魚有著類似象鼻的口鼻、巨大的大腦和擺動的身姿，似乎直接來自科幻小說。但這些怪異生物最令人震驚的特點是它們發射和感知電的能力。它們利用電流來精確定位棲息在渾濁河床中的獵物和潛在配偶。
現在科學家們發現，這些魚可以透過合作來增強這種能力。在週三發表於《自然》雜誌上的一篇論文中，一個研究團隊發現，象鼻魚能夠接收到同伴脈動的電訊號，從而共同感知周圍的世界。這可能會擴充套件魚的感知能力，幫助它們從更遠的地方感知獵物和潛在的敵人。
哥倫比亞大學神經科學家、新論文的合著者 Nathaniel Sawtell 說：“我們很高興地看到，[其他魚的] 電脈衝不僅僅是一些背景噪音。魚實際上是在利用其他魚的脈衝來為自己謀利。”
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業： 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事。
Sawtell 已經研究彼得象鼻魚 (Gnathonemus petersii) 的神經連線多年。這些魚分佈在整個中非和西非的淡水河流和湖泊中，嘴部有類似象鼻的延伸，它們非常聰明。它們擁有脊椎動物中最高的大腦與身體重量比率，包括人類。
所有這些腦力都有助於利用魚的電力能力。雖然它們無法與電鰻和黃貂魚的高壓輸出相媲美，但象鼻魚可以從尾部的放電器官產生電荷脈衝。它們以類似於蝙蝠和海豚利用聲波的方式將這些脈衝發射到環境中。當訊號從附近的物體上反彈回來時，魚皮膚中的微小電感受器會接收到電場中的扭曲。
研究人員長期以來一直在研究象鼻魚如何感知自身的電流。但是，關於這些魚如何理解來自其他魚的脈衝，尤其是在它們聚集在社交群體中時，這方面的研究要少得多。
為了更多地瞭解象鼻魚如何受到彼此電訊號的影響，Sawtell 與他的博士後研究助理 Federico Pedraja 合作建立了一個計算機模擬。他們的目標是模擬當多條象鼻魚彼此靠近時，電環境會如何變化。
研究人員發現，模擬的象鼻魚能夠基本上接收到鄰居的電脈衝。當一條魚建立了附近物體的電“影像”時，模擬中的其他魚能夠立即接收到第一條魚所感知到的視覺資訊。如果三條象鼻魚組成的群體接近同一個物體，這些魚會在基本上同一時間接收到該物體的略有不同的電影像，從而使它們能夠更詳細地“看到”周圍環境。
倫敦瑪麗女王大學的動物學家 Sarah Skeels 說，魚類在不被幹擾的電訊號所困擾的情況下轉移這些感覺的能力令人驚訝。她曾為她的博士學位研究過象鼻魚的電感知。“你可能會認為其他魚可能會造成干擾，但正如他們所展示的那樣，它似乎實際上可以增強物體對個體魚類來說模糊不清的某些方面，” Skeels 說，她沒有參與這項新研究。
團隊合作還將魚的感知範圍擴充套件到三倍遠。“透過使用其他魚的脈衝，個體可以看到更遠距離物體的電特性，” Sawtell 說。“電場會隨著距離急劇下降，因此讓附近的另一隻動物發出電場可以大大擴充套件其感知範圍。” 人類已經採用了類似的策略來改進雷達，當電磁脈衝在多個發射器和接收器之間移動時，雷達可以更準確地感知遠處的物體。
研究人員透過記錄象鼻魚的神經活動來支援他們的建模結果。他們發現，控制電感覺系統的動物超大大腦區域能夠接收象鼻魚自身的訊號和外部電流，包括其他魚的脈衝。研究小組還觀察了將象鼻魚放在一起時它們的行為。研究人員觀察到魚類排成直線或垂直隊形。根據計算機模型，這些位置似乎有助於最大化集體感知能力。
Skeels 說，雖然這是已知的第一個電魚集體感知的例子，但這可能不是最後一個。她指出，還有數百種其他電魚，包括幾種高度群居的物種。例如，研究人員最近發現，電鰻可以成群捕獵，並同步它們的電擊來擊暈獵物。她認為，某種形式的集體感知可能是“電魚感知世界的感官認知的基本要素”。
根據 Sawtell 和 Pedraja 的說法，象鼻魚的集體感知可能有助於科學家開發水下航行器等人工感知技術。但首先，研究人員需要更詳細地瞭解這些奇異魚類大腦內部的情況。
Sawtell 說：“我們尚不清楚這些魚的大腦實際上是如何處理這些複雜的資訊流的。我們想了解進化如何在數百萬年的時間裡微調這些魚的大腦來解決這個問題。”