стимул, например вспышку света, за которой сразу же следует пищевое вознаграждение. Вскоре рыба учится ассоциировать плавание через обруч и вспышку света с вознаграждением. Со временем рыба научится проплывать через обруч, когда видит только вспышку света, и, надеюсь, будет выполнять это задание, даже когда ей не дают корм. Такой же подход используется для кликер-дрессировки собак, кошек, кроликов, крыс и мышей.
(Смирившись, мы можем признать, что рыбы - это наши пленники, а мы контролируем их в подобных экспериментах. Многие из них не получают необходимого им обогащения и пространства, а вместо этого проводят дни в условиях, которые часто похожи на бесплодное заточение, без общения с себе подобными и с небольшим количеством мест, где можно спрятаться. Если единственный способ добыть еду для животного - толкать мяч, оно, скорее всего, так и поступит. Если бы мы оказались в похожей ситуации, мы бы тоже так поступили. С другой стороны, это все же предпочтительнее, чем распространенная альтернатива, когда рыбы в неволе не получают никакой стимуляции, кроме пищи и любой активности, которую они могут наблюдать за стеклом).
Владельцы аквариумных рыбок часто сообщают, что их питомцы как будто сами знают, когда наступает время кормления. Простые эксперименты в неволе подтверждают это. Например, Кулум Браун и его коллеги кормили содержащихся в неволе рыбок Brachyrhaphis episcopi (местные жители называют их "епископами") в одном конце аквариума утром, а в другом - вечером. Примерно через две недели рыбки стали ждать в нужном месте и в нужное время. Золотым гольцам и рыбам-ангелам требуется от трех до четырех недель, чтобы достичь этого так называемого "обучения времени и месту". Для сравнения, крысам требуется чуть меньше - около девятнадцати дней, а садовые пеночки осваивают чуть более сложные задачи, включающие четыре места и четыре временных периода, всего за одиннадцать дней. Эти цифры имеют лишь скромное значение, поскольку предполагают одинаковый уровень интереса к еде - мотиватору, используемому в экспериментах по обучению, - в течение всего времени. На самом деле рыбы обычно едят гораздо медленнее (примерно два раза в день), чем мелкие птицы (каждые несколько минут), поэтому их труднее мотивировать на обучающие эксперименты, и скорость их обучения может казаться искусственно замедленной.
Способность рыб к быстрому обучению используется для улучшения выживаемости рыб, выращенных в инкубаторах, после их выпуска в дикую природу. Выращивание в неволе - плавание по кругу, получение пищевых гранул по расписанию и отсутствие контакта с опасными хищниками - значительно отличается от выживания в дикой природе. Не обладая навыками выживания в мире, присущими их диким сородичам, лишь около пяти процентов из примерно пяти миллиардов лососей, ежегодно выпускаемых в неволе по всему миру для увеличения численности рыб, доживают до зрелого возраста. Исследования показывают, что животные, выращенные и воспитанные в неволе в течение многих поколений, могут утратить способность распознавать хищников, вероятно, потому, что эта способность не дает им никаких преимуществ для выживания.
Но когда биологи Флавия Мескита и Роберт Янг из Папского католического университета Минас-Жерайс (Бразилия) показали молодым нильским тиляпиям таксидермическую пиранью (завернутую в прозрачный пластик, чтобы исключить выделение запахов в воду), а затем сразу же поймали их на дне аквариума аквариумным сачком, тиляпии быстро связали неприятные ощущения от сачка с видом хищника. Уже после трех опытов тиляпии стали быстро уплывать во всех направлениях. Этот "эффект разброса" сбивает хищников с толку. После двенадцати опытов с сетью для пираньи наивные до этого молодые особи изменили свою реакцию на хищника: они поднимались на поверхность и оставались неподвижными. Контрольные рыбы, которых не ловили в сети, сначала сторонились модели пираньи - типичная реакция избегания, которую рыбы проявляют по отношению к новому, незнакомому объекту, - а вскоре просто игнорировали ее. Когда обученных рыб повторно проверили через семьдесят пять дней после последней тренировки, более половины из них вспомнили, чему они научились.
Как и большинство исследований познания рыб, они проводились на костных рыбах. Как эласмобранхи (акулы и скаты) справляются с задачами на обучение? Еще в 1960-х годах акулы-медсестры померились силами с мышами в задаче на различение черно-белого цвета, и через пять дней оба вида справились с ней на 80 %. Демьян Чепмен из Института наук о сохранении океана с помощью экспериментов по воспроизведению показал, что океанические белоперые акулы научились исследовать рыбацкие лодки, когда те выключают свои двигатели, поскольку это сигнал о том, что рыба попалась на крючок и есть возможность поймать ее раньше рыбака. Такое поведение говорит о том, что у человека есть разум.
Исследуя решение проблем хрящевыми рыбами, группа биологов из Израиля, Австрии и США предложила труднодоступную пищу речным скатам, пресноводному виду из Южной Америки. В дикой природе эти скаты питаются мелкими животными, такими как моллюски и черви, зарытые в песок, раскрывая их и всасывая в рот.
Во время тренировок пять молодых скатов вскоре узнали, что восьмидюймовый кусок пластиковой ПВХ-трубы содержит кусочек пищи, и они успешно доставали лакомство, создавая всасывание воды, чтобы притянуть его к себе. Одна из двух самок успешно справилась со всеми испытаниями, возможно, потому, что перед первыми попытками она наблюдала за другими скатами. Через два дня все пять скатов освоили эту задачу. При этом они использовали разные стратегии. Две самки использовали волнистые движения плавников, чтобы создать течение внутри трубы, которое перемещало пищу к ним. Три самца иногда использовали эту технику, но чаще они использовали свое дискообразное тело в качестве присоски или комбинировали методы присасывания и волнистых движений. (Неясно, были ли эти гендерные различия случайными или они действительно отражают гендерные различия в стилях добычи пищи у этого вида).
Далее экспериментаторы пошли еще дальше. Они прикрепили черный и белый соединительные элементы к противоположным концам трубы. Черная соединительная деталь имела внутри сетчатый барьер, который препятствовал прохождению кусочка пищи, а белая соединительная деталь не имела сетки. Каждый луч тестировался в течение восьми сессий, и к концу все успешно извлекали пищу из трубы, работая с белым концом. Интересно, что все пять лучей изменили свои стратегии на этом этапе исследования. Как правило, они переходили от волнообразных движений плавников или всасывания к комбинации обоих способов. Один самец также выдувал струи воды изо рта в трубку, чтобы вытеснить пищу.
Эти эксперименты показывают, что скаты не только учатся, но и могут внедрять инновации для решения проблем. Они демонстрируют использование инструментов, используя агента для манипулирования объектом, в данном случае водой, чтобы достать пищу. Более того, отойти от сильно привлекательного сигнала - запаха пищи на одном конце
