Тюлени распознают форму объектов по следам в воде с помощью вибрисс

Охотясь в Северном море, обыкновенные тюлени часто сталкиваются с мутной водой, которая мешает зрению, но не влияет на их способность преследовать добычу. Выдвигая чувствительные к вибрациям вибриссы, эти млекопитающие почти так же эффективны в погоне, как если бы руководствовались зрением.

Учёные из Ростокского университета (Германия) под руководством Вольфа Ханке исследовали, как тюлени воспринимают мир через чувствительные к потоку вибриссы. Ранее было установлено, что тюлени могут улавливать и следовать по следу (wake) рыбы до 35 секунд после её прохода. Поскольку размер и форма рыбы сильно влияют на структуру её следа, аспирант Свен Вискоттен решил выяснить, насколько хорошо тюлени различают следы объектов разной формы и размера.

Результаты исследования, показавшего, что тюлени могут обнаруживать различия в следах, генерируемых объектами разной формы, используя только вибриссы, опубликованы в The Journal of Experimental Biology.

Эксперимент с тюленем Генри

Работая с тюленем по кличке Генри в Marine Science Centre, команда начала тестировать его способность различать следы от вёсел разного размера. Исследователи:

• Завязали Генри глаза и закрыли уши.
• Провели веслом через большой бокс в вольере.
• Позволили Генри войти в бокс через 3 секунды.

Тюленя обучили нажимать на одну мишень, когда он распознаёт след от стандартного весла, и на другую — когда чувствует след от большего или меньшего весла. Выяснилось, что Генри может различать весла, отличающиеся по ширине всего на 2.8 см.

Структура следа важнее скорости

Чтобы понять, на какие аспекты следа ориентируется тюлень, команда рандомизировала скорость движения вёсел. Это исключило максимальную скорость потока как отличительный признак для самых широких вёсел. Тюленю пришлось распознавать именно структуру следа, и он справился с этой задачей, хотя и с немного меньшей точностью.

Различение формы объектов

Далее команда изменила форму «плавников» (paddles) и попросила Генри различить следы от объектов:

• Треугольных
• Цилиндрических
• Плоских
• Волнистых

Тюлень успешно различил следы:

• Плоского и цилиндрического объектов
• Плоского и волнистого объектов
• Волнистого и цилиндрического объектов

Однако у него возникли проблемы с различением треугольного объекта от волнистого или цилиндрического.

Перспективы исследования

Проанализировав структуру следа от каждого объекта с помощью цифровой скоростной визуализации частиц (digital particle image velocimetry), Ханке отмечает: «Трудно сказать, какая часть следа служит животному больше всего, а какая — лишь немного».

Учёный планирует тестировать реакцию Генри на одиночные вихри, чтобы выяснить, какие компоненты следа могут выдать размер и форму рыбы. Это важно, поскольку охотящемуся тюленю необходимо оптимизировать баланс энергии: если он сможет по следу отличать мелкую тощую рыбу (погоня за которой энергетически невыгодна) от «идеального ланча», это может значительно повысить эффективность его охоты.