蝙蝠和海豚因其回声定位而 заслуженно 出名，但象鼻鱼有一种不同的超能力——电定位。现在，新的研究表明，这种外形奇异的生物必须进行水下跳动，才能创造出它用来“看”周围环境的三维电图。
仅靠视力无法让象鼻鱼在它栖息的非洲西部和中部浑浊的河流中走得很远。因此，它尾部的一个特殊器官会发出微弱的电场，以脉冲的形式向外辐射，而皮肤上的微小感受器会检测到附近物体或生物引起的电场扭曲。
这些扭曲创造了一个“电图像”——被探测物体的二维表示，就像投射在鱼皮上的阴影。但研究人员不确定鱼是如何利用这种二维地图来感知三维世界的。
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根据发表在《动物行为学》杂志上的一项新研究，答案是象鼻鱼会跳一点水上舞蹈。通过摆动身体，它可以从略微不同的角度感知物体；将各种电图像叠加在一起，就足以让它区分三维物体。
该研究的第一作者莎拉·斯基尔斯说：“鱼比人们最初认为的要聪明得多”，她是牛津大学动物认知和行为学的博士后研究员。
斯基尔斯完全被象鼻鱼迷住了，这很容易理解。它的脸像布偶秀里的贡佐，因为它的“鼻子”在技术上被称为 schnauzenorgan——从下巴上长出的肉质突出物，在功能上介于大象的鼻子和触角之间。 schnauzenorgan 充满了电感受器，也可以用来操纵物体，因为鱼会在河床的淤泥中寻觅晚餐。
斯基尔斯说，尽管象鼻鱼天性谨慎，但它却很好奇，并以其奇怪的探索行为而闻名。当鱼遇到不熟悉的物体时，它可能会点头、转动 schnauzenorgan，或向后游向物体并摇动其带电的尾巴。斯基尔斯说，它甚至有时会“太空步”，用一种“有点向后划水的动作”，这在鱼类中非常不寻常。
斯基尔斯想 выяснить 这些动作是否有助于象鼻鱼感知周围环境，因此她试图限制鱼的摆动空间，看看这是否会影响它区分物体的能力。她训练了六条彼得象鼻鱼，让它们将香肠状的铝块与美味的血虫奖励联系起来。然后，她给鱼提供了两个用网制成的门的选择，以便水和电场通过。在一个门后，她放置了一个香肠状的铝制物体，在另一个门后，她放置了一个立方体或球体。
每条鱼经过数百次训练试验后，它可以在几秒钟内挑选出通往与食物奖励相关的香肠形状的门，准确率达到 93%。
但随后斯基尔斯开始缩小舞池。她使用网状屏障，逐步缩小门前的房间，以便鱼的摆动、摇晃和后退空间更小。房间越狭窄，鱼的表现就越差。在最窄的设置下，舞池宽度为 2.5 英寸。斯基尔斯解释说，对于人类来说，相当于门道和电梯之间的宽度。（这些鱼的长度略大于六英寸，但非常细长。）
由于没有空间进行更华丽的舞蹈动作，这些鱼开始大量点头并用 schnauzenorgan 进行扫描。它们在定位香肠状物体时的准确率降至 71%，并且需要更长的时间才能做出决定——有时甚至需要几分钟。斯基尔斯说，存在“你在其他试验中看不到的犹豫程度”。
柏林洪堡大学研究弱电鱼的博士后斯特凡·穆查说，斯基尔斯的论文“设计非常巧妙”，证明了运动对电定位的重要性——这在鱼类如何将电信息整合到可用地图中的复杂难题中，只是一个微小但意义重大的部分。
对彼得象鼻鱼数十年的研究已经为人类应用带来了令人印象深刻的成果。德国波恩大学的一个团队——包括感官生态学教授兼这项新研究的合著者格哈德·冯·德·埃姆德——开发了一种水下摄像头，其灵感来自象鼻鱼，并利用微弱的电场生成自己的“电图像”。土耳其的计算机工程师设计了他们称之为“电鱼优化”的算法，该算法基于象鼻鱼等弱电鱼的电定位和电通信。
研究人员说，难怪象鼻鱼拥有所有脊椎动物中最高的大脑与身体重量比。“它们所做的事情太复杂了，我们无法用我们最强大的计算机来模拟它，”穆查说。“但这只是一条小鱼！”
本文的一个版本，题为“摆动鼻子”，已改编收录在 2024 年 2 月号的《大众科学》杂志中。