淡水象鼻鱼有着类似象鼻的口鼻、巨大的大脑和摆动的身姿，似乎直接来自科幻小说。但这些怪异生物最令人震惊的特点是它们发射和感知电的能力。它们利用电流来精确定位栖息在浑浊河床中的猎物和潜在配偶。
现在科学家们发现，这些鱼可以通过合作来增强这种能力。在周三发表于《自然》杂志上的一篇论文中，一个研究团队发现，象鼻鱼能够接收到同伴脉动的电信号，从而共同感知周围的世界。这可能会扩展鱼的感知能力，帮助它们从更远的地方感知猎物和潜在的敌人。
哥伦比亚大学神经科学家、新论文的合著者 Nathaniel Sawtell 说：“我们很高兴地看到，[其他鱼的] 电脉冲不仅仅是一些背景噪音。鱼实际上是在利用其他鱼的脉冲来为自己谋利。”
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业： 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事。
Sawtell 已经研究彼得象鼻鱼 (Gnathonemus petersii) 的神经连接多年。这些鱼分布在整个中非和西非的淡水河流和湖泊中，嘴部有类似象鼻的延伸，它们非常聪明。它们拥有脊椎动物中最高的大脑与身体重量比率，包括人类。
所有这些脑力都有助于利用鱼的电力能力。虽然它们无法与电鳗和黄貂鱼的高压输出相媲美，但象鼻鱼可以从尾部的放电器官产生电荷脉冲。它们以类似于蝙蝠和海豚利用声波的方式将这些脉冲发射到环境中。当信号从附近的物体上反弹回来时，鱼皮肤中的微小电感受器会接收到电场中的扭曲。
研究人员长期以来一直在研究象鼻鱼如何感知自身的电流。但是，关于这些鱼如何理解来自其他鱼的脉冲，尤其是在它们聚集在社交群体中时，这方面的研究要少得多。
为了更多地了解象鼻鱼如何受到彼此电信号的影响，Sawtell 与他的博士后研究助理 Federico Pedraja 合作创建了一个计算机模拟。他们的目标是模拟当多条象鼻鱼彼此靠近时，电环境会如何变化。
研究人员发现，模拟的象鼻鱼能够基本上接收到邻居的电脉冲。当一条鱼创建了附近物体的电“图像”时，模拟中的其他鱼能够立即接收到第一条鱼所感知到的视觉信息。如果三条象鼻鱼组成的群体接近同一个物体，这些鱼会在基本上同一时间接收到该物体的略有不同的电图像，从而使它们能够更详细地“看到”周围环境。
伦敦玛丽女王大学的动物学家 Sarah Skeels 说，鱼类在不被干扰的电信号所困扰的情况下转移这些感觉的能力令人惊讶。她曾为她的博士学位研究过象鼻鱼的电感知。“你可能会认为其他鱼可能会造成干扰，但正如他们所展示的那样，它似乎实际上可以增强物体对个体鱼类来说模糊不清的某些方面，” Skeels 说，她没有参与这项新研究。
团队合作还将鱼的感知范围扩展到三倍远。“通过使用其他鱼的脉冲，个体可以看到更远距离物体的电特性，” Sawtell 说。“电场会随着距离急剧下降，因此让附近的另一只动物发出电场可以大大扩展其感知范围。” 人类已经采用了类似的策略来改进雷达，当电磁脉冲在多个发射器和接收器之间移动时，雷达可以更准确地感知远处的物体。
研究人员通过记录象鼻鱼的神经活动来支持他们的建模结果。他们发现，控制电感觉系统的动物超大大脑区域能够接收象鼻鱼自身的信号和外部电流，包括其他鱼的脉冲。研究小组还观察了将象鼻鱼放在一起时它们的行为。研究人员观察到鱼类排成直线或垂直队形。根据计算机模型，这些位置似乎有助于最大化集体感知能力。
Skeels 说，虽然这是已知的第一个电鱼集体感知的例子，但这可能不是最后一个。她指出，还有数百种其他电鱼，包括几种高度群居的物种。例如，研究人员最近发现，电鳗可以成群捕猎，并同步它们的电击来击晕猎物。她认为，某种形式的集体感知可能是“电鱼感知世界的感官认知的基本要素”。
根据 Sawtell 和 Pedraja 的说法，象鼻鱼的集体感知可能有助于科学家开发水下航行器等人工感知技术。但首先，研究人员需要更详细地了解这些奇异鱼类大脑内部的情况。
Sawtell 说：“我们尚不清楚这些鱼的大脑实际上是如何处理这些复杂的信息流的。我们想了解进化如何在数百万年的时间里微调这些鱼的大脑来解决这个问题。”