ゼブラフィッシュは泳ぐときに必ず下を向いていた!その理由とは?
ゼブラフィッシュは泳ぐときに必ず下を向いていた!その理由とは? / Credit: canva
animals plants
Why fish look down when they swim https://phys.org/news/2022-11-fish.html
Optic flow in the natural habitats of zebrafish supports spatial biases in visual self-motion estimation https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(22)01617-7

2022.11.06 Sunday

下を向いて泳ごう!ゼブラフィッシュはいつも川底を見つめていた

魚は常に”下向き”で生きているのかもしれません。

米ノースウェスタン大学(Northwestern University)は、その最新研究で、小型淡水魚の「ゼブラフィッシュ」が泳ぐときに必ず下を向いていることを発見しました。

研究者によると、これは自分の泳ぎを安定化させる目的があるとのこと。

周囲や上方を泳ぐ他の魚や漂流物に目を向けると、その動きに惑わされて、自分が進んでいるのか止まっているのか混乱する可能性があります。

しかし、動かない川底を目印とすれば、自分の進む方向やスピード感がつかめ、安定して泳ぐことができるようです。

研究の詳細は、2022年11月2日付で科学雑誌『Current Biology』に掲載されました。

ナゾロジーチャンネル動画公開中

太陽までの距離は紀元前に測定されていた! 【必要なのは1本の棒と偉大な頭脳】

ゼブラフィッシュは「眼下の視覚情報」を重視していた

研究主任のエマ・アレキサンダー(Emma Alexander)氏は、本研究のきっかけについて、「最近、魚が上方の動きよりも下方の動きに強く反応することが発見されたのを受け、その理由を解明したいと考えました」と話します。

同氏は研究を進めるにあたり、水中のモデル生物としてよく用いられる「ゼブラフィッシュ(学名:Danio rerio)」に注目しました。

また今回は、研究室の水槽で飼育されている個体だけでなく、本種の原産地であるインドにも直接出向いています。

研究チームはインド国内の7カ所を訪れ、ゼブラフィッシュが生息する浅い川の映像データを収集しました。

防水ケースに360度カメラを入れ、遠隔操作できるロボットアームに設置。

それを水中に沈めてアームで移動させながら、ゼブラフィッシュが泳ぐ目線と同じ光景を記録しました。

このデータをもとに、シミュレーション上のゼブラフィッシュが実際の環境中をどのように泳ぐかといった、遊泳パターンのモデル化に成功しています。

インドで記録されたゼブラフィッシュ目線の映像データ
インドで記録されたゼブラフィッシュ目線の映像データ / Credit: Emma Alexander ety al., Current Biology (2022)

次にチームは、実験室に戻って、LED球面アリーナの中にゼブラフィッシュを入れ、視覚情報の変化にどう反応するかを調査。

ここではLED照明機能を用いて、アリーナ底面に表示される「縞模様」の向きを変えてみました。

するとゼブラフィッシュは、次々と変わる縞模様の向きに呼応するように素早く泳ぎの向きを変えていたのです。

これはゼブラフィッシュが下方の視覚的な手がかりをもとに泳いでいることを示します。

こちらが実際の映像です。

チームは最後に、ゼブラフィッシュが遊泳中にどの方向の情報を重視しているかを明らかにすべく、インドと実験室の映像から得られたデータをオプティカルフロー研究に用いられる既存のアルゴリズムに入力。

オプティカルフローとは、生物の視覚において、自身の運動や外界の変化にともない、網膜に投影される像全体の速度場のことを指します。

具体的には下図のように、生物が前進するにつれて、進行方向の中心から放射状に拡散するベクトルで表示されます。

これで生物が、進行方向のどの視覚情報により強く頼っているかがわかります。

上:オプティカルフローの図、下:ゼブラフィッシュは下方の視覚情報により強く反応していた
上:オプティカルフローの図、下:ゼブラフィッシュは下方の視覚情報により強く反応していた / Credit: Emma Alexander ety al., Current Biology (2022)

その結果、ゼブラフィッシュは野外でも実験室でも、前進する際に決まって下方の情報に頼って泳いでいることが判明したのです。

先の照明実験と合わせて、研究チームは「ゼブラフィッシュは泳ぐときに必ず下を向いている」と結論しています。

それでは、なぜ下向きで泳ぐ必要があるのでしょうか?

次ページ川底には安定した目印がある!

<

1

2

>

人気記事ランキング

  • TODAY
  • WEEK
  • MONTH

動物のニュースanimals plants news

もっと見る

役立つ科学情報

注目の科学ニュースpick up !!