Smart fisk le­ver läng­re

Ju stör­re hjär­na, desto bätt­re är gup­py­fis­ken på att und­kom­ma rov­fis­kar. Men sam­ban­det gäl­ler ba­ra för ho­nor. För gup­py­han­nar syns ing­en skill­nad i fors­kar­nas för­sök. Det be­ror san­no­likt på att han­nar som av­las för stor hjär­na även får star­ka­re fär­ger och

Forskning & Framsteg - - Nu& Då - Av Jo­han Jar­nestad

För­söksa­kva­ri­et har konst­gjor­da flo­der som lik­nar gup­py­er­nas ­na­tur­li­ga flod­mil­jö – och grun­da par­ti­er där gup­py­er­na kan und­kom­ma rov­fis­kar. Akva­ri­et in­de­la­des i sex de­lar, som var och en ­in­ne­höll 800 gup­py­fis­kar och en rov­fisk (gädd­cik­lid) då för­sö­ket bör­ja­de. Ef­ter 20 vec­kor ha­de rov­fis­kar­na fång­at hälf­ten av al­la ­gup­py­er. Gup­py­ho­nor med stor hjär­na kla­ra­de sig bäst.

– Det en­da som vi med full sä­ker­het vet är det som ex­pe­ri­men­tet vi­sar, näm­li­gen att gup­py­ho­nor med stor hjär­na är bätt­re på att as­so­ci­e­ra vis­sa sym­bo­ler med mat­be­lö­ning än ho­nor med li­ten hjär­na. Se­dan är frå­gan vad det be­ty­der, och då är det tro­ligt att de med stor hjär­na är snab­ba­re på att gö­ra kopp­ling­en mel­lan sym­bo­ler och mat och kans­ke ock­så är bätt­re på att kom­ma ihåg den. Oav­sett vil­ket, så tyc­ker jag ab­so­lut att man kan kal­la ho­nor­na med sto­ra hjär­nor för smar­ta­re än de med små hjär­nor.

Stu­di­en fick en hel del upp­märk­sam­het i for­skar­värl­den när den pub­li­ce­ra­des – och även en del kri­tik. Två kog­ni­tions­fors­ka­re från Stor­bri­tan­ni­en pub­li­ce­ra­de en kom­men­tar där de bland an­nat på­pe­ka­de att skill­na­der i mo­ti­va­tion kan ha på­ver­kat re­sul­ta­tet.

– De häv­da­de att ho­nor med stor hjär­na be­hö­ver mer ener­gi än ho­nor med li­ten hjär­na och där­för kom­mer att äta mer. Det ger dem mer tid för att trä­na på att as­so­ci­e­ra sym­bo­ler­na med mat­be­lö­ning­en. Men vi har da­ta som vi­sar att hjärn­stor­le­ken in­te påverkar ho­nor­nas hung­er, in­vän­der Niclas Kolm.

Dä­re­mot kan skill­nad i mo­ti­va­tion va­ra en av för­kla­ring­ar­na till att ho­nor­na pre­ste­ra­de så myc­ket bätt­re än han­nar­na i för­sö­ket. Gup­py­ho­nan är av­se­värt stör­re än han­nen och där­för mer mo­ti­ve­rad att le­ta mat – det kan ha med­fört att ho­nor­na fick fler till­fäl­len att lä­ra sig sym­bo­ler­na i ex­pe­ri­men­tet än vad han­nar­na fick. Även fort­plant­ning­en kan bi­dra till ho­nans mo­ti­va­tion att äta. Ju mer hon äter desto stör­re ener­gire­ser­ver och kropps­vo­lym får hon, vil­ket le­der till allt stör­re ung­kul­lar.

– Att äta myc­ket och bli stor och tjock är där­för all­tid vik­tigt för en gup­py­ho­na.

På sam­ma sätt kan han­nar­nas då­li­ga re­sul­tat va­ra en följd av bris­tan­de mo­ti­va­tion att le­ta mat. De är som sagt mind­re än ho­nor­na och be­hö­ver där­för äta mind­re. Dess­utom krä­ver han­nar­nas par­ning inga stör­re ener­gire­ser­ver.

– Gup­py­ho­nans par­nings­fram­gång be­ror på till­gång­en på mat, me­dan han­nens par­nings­fram­gång främst be­ror på till­gång­en på ho­nor.

Så om man vill mo­ti­ve­ra gup­py­han­nar får man loc­ka med par­nings­sug­na ho­nor, in­te med mat – och kans­ke är det vid par­ning­en som han­nar­na har nyt­ta av en stor hjär­na. Fors­kar­na be­slu­ta­de att un­der­sö­ka det­ta med ett ex­pe­ri­ment. Vid det här la­get ha­de avels­pro­gram­met på­gått i tre ge­ne­ra­tio­ner och skill­na­den i hjärn­stor­lek mel­lan de två avels­lin­jer­na ha­de hun­nit öka till 14 pro­cent.

Vil­da gup­py­ho­nor le­ver i grup­per, och par­nings­sug­na han­nar sim­mar runt och le­tar ef­ter grup­per med ho­nor. Fors­kar­na de­sig­na­de ett ex­pe­ri­ment som ef­ter­lik­nar det­ta sce­na­rio – en gup­py­han­ne släpp­tes ner i ena än­den av en la­by­rint där det

”Gup­py­ho­nans par­nings­fram­gång be­ror på ­till­gång­en på mat, me­dan han­nens par­nings­fram­gång främst be­ror på ­till­gång­en på ho­nor.”

Niclas Kolm, pro­fes­sor i eto­lo­gi

fanns en par­nings­vil­lig ho­na i den and­ra än­den. Han­nar från de två avels­lin­jer­na – sto­ra re­spek­ti­ve små hjär­nor – tes­ta­des dag­li­gen i la­by­rin­ten un­der två vec­kor.

Samt­li­ga han­nar blev bätt­re på att ta sig ge­nom la­by­rin­ten och hit­ta ho­nor­na allt ef­tersom ex­pe­ri­men­tet fortskred – men för han­nar­na med sto­ra hjär­nor gick in­lär­nings­pro­ces­sen snab­ba­re och de gjor­de fär­re fel än han­nar­na med små hjär­nor.

– Det var skönt att kun­na vi­sa att även han­nar kan ha nyt­ta av en stor hjär­na, sä­ger Niclas Kolm.

En te­o­ri om nyt­tan av att va­ra smart är att det kan öka över­lev­nads­chan­ser­na i en värld full av fi­en­der. Fors­kar­na be­slu­ta­de sig för att un­der­sö­ka om det­ta gäl­ler för gup­py­er. Men det krä­ver stör­re akva­ri­er än vad som finns på Stock­holms uni­ver­si­tet. Där­för ut­för­des ex­pe­ri­men­tet på Kon­rad Lo­rentz-in­sti­tu­tet i Wi­en, som har ett runt akva­ri­um med en di­a­me­ter på drygt sju me­ter.

– Först föd­de vi upp 4 800 gup­py­er med små och sto­ra hjär­nor och märk­te dem med plast­pric­kar, så att vi kun­de se skill­nad på in­di­vi­der med sto­ra och små hjär­nor. Se­dan kör­de vi ner dem till Wi­en.

Det gi­gan­tis­ka akva­ri­et i Wi­en de­la­des in i sex de­lar (se gra­fik på fö­re­gå­en­de upp­slag). Med hjälp av grus, ste­nar, snäc­kor och flyt­väx­ter ska­pa­de fors­kar­na en konst­gjord flod­mil­jö som lik­na­de den som gup­py­er­na här­stam­ma­de från på Trini­dad.

Var­je ”flod” fick 800 gup­py­er – han­nar och ho­nor med bå­de små och sto­ra hjär­nor. Gup­py­er­na fick be­kan­ta sig med sitt nya hem i sex vec­kor. Se­dan var det slut på lug­net för då släpp­te fors­kar­na ner en gup­pyä­tan­de gädd­cik­lid i var­je akva­ri­um.

De konst­gjor­da flo­der­na ha­de par­ti­er som var så grun­da att ba­ra gup­py­er­na kun­de sim­ma där – de var allt­så skyd­da­de från gädd­cik­li­der­na på des­sa plat­ser. Men ef­ter 20 vec­kor ha­de gädd­cik­li­der­na än­då lyc­kats äta upp mer än hälf­ten av al­la gup­py­er. Då sum­me­ra­de fors­kar­na re­sul­ta­ten och kun­de kon­sta­te­ra att ho­nor­na ge­ne­rellt ha­de va­rit bätt­re på att und­kom­ma rov­fis­kar­na. Det kan be­ro på att ho­nor­na sim­mar snab­ba­re än han­nar­na. Men hjärn­stor­le­ken bi­drar ock­så, för ho­nor med stor hjär­na ha­de 13 pro­cents bätt­re över­lev­nads­chans än ho­nor med li­ten hjär­na.

För han­nar­nas del tyck­tes en stor hjär­na in­te hel­ler den­na gång ge någ­ra för­de­lar: Hjärn­stor­le­ken på­ver­ka­de in­te chan­sen att över­le­va. Men i det­ta fall var det en märk­lig egen­skap hos gup­py­fis­kar som kan ha på­ver­kat ut­fal­let: Han­nar med stor hjär­na är färg­gran­na­re än han­nar med li­ten hjär­na.

– De är li­te mer oran­ge­fär­ga­de och mer blåskim­ran­de än han­nar med li­ten hjär­na. Dess­utom har de stör­re stjärt­fe­na och myc­ket stör­re go­no­po­di­um.

Det sist­nämn­da är gup­py­han­nens köns­or­gan, en om­bil­dad an­al­fe­na som gör det möj­ligt för han­nen att be­fruk­ta äg­gen in­ne i ho­nans kropp.

– Bå­de stjärt­fe­nans stor­lek och färgprak­ten påverkar ris­ken att bli uppä­ten. Så vi tror att även om han­nar med stor hjär­na har kog­ni­ti­va för­de­lar som kan hjäl­pa dem att und­kom­ma fi­en­der, så kom­pen­se­rar det in­te nack­de­len med att va­ra mer färg­stark och där­med lät­ta­re att hit­ta för gädd­cik­li­der­na, som är vi­su­el­la jä­ga­re.

Gup­py­ho­nor som vill ha smar­ta ung­ar bör allt­så väl­ja den snyg­gas­te han­nen hon kan hit­ta. Men hur bra är ho­nor­na på att be­dö­ma han­nar­nas kva­li­tet? Väl­jer de all­tid de mest färg­gran­na och ståt­li­ga han­nar­na? Även det­ta har fors­kar­na un­der­sökt.

Gup­py­ho­nor med stor re­spek­ti­ve li­ten hjär­na pla­ce­ra­des i akva­ri­er där de kun­de se en prakt­full och en all­dag­lig han­ne i var sin glas­behål­la­re. Av­stån­det mel­lan de två be­hål­lar­na var så pass stort att ho­nan en­dast kun­de se en han­ne i ta­get. För att jäm­fö­ra han­nar­na var hon allt­så tvung­en att hål­la den ena han­nen i tan­kar­na, me­dan hon spa­na­de in den and­re han­nen.

Fors­kar­na no­te­ra­de hur lång tid ho­nor­na up­pe­höll sig vid re­spek­ti­ve han­nes be­hål­la­re. De fann att ho­nor med stor hjär­na of­ta stan­na­de kvar hos de prakt­ful­la han­nar­na, me­dan ho­nor­na med li­ten hjär­na till­bring­a­de li­ka myc­ket tid hos bå­da sor­ter­na.

– Re­sul­ta­tet är tyd­ligt – ho­nor med li­ten hjär­na ver­kar helt ha för­lo­rat för­må­gan att av­gö­ra om han­nar­na är färg­gla­da el­ler in­te.

Fors­kar­na tog det säk­ra fö­re det osäk­ra och un­der­sök­te gup­py­ho­nor­nas färgse­en­de. Det vi­sa­de sig att hjärn­stor­lek in­te på­ver­ka­de för­må­gan att se fär­ger. Aveln ha­de allt­så in­te på­ver­kat den egen­ska­pen.

De fles­ta ex­pe­ri­ment krä­ver att gup­py­er­na trä­nas först. Det är ett tidsö­dan­de ar­be­te – även i de fall då de all­ra smartaste gup­py­er­na är in­blan­da­de.

I ett mind­re rum bland al­la akva­ri­er­na i käl­la­ren på Stock­holms uni­ver­si­tet på­går gup­py­trä­ning för fullt. Henrik Flink, dok­to­rand vid Zoo­lo­gis­ka in­sti­tu­tio­nen med Niclas Kolm och eto­lo­gen Gabri­el­la Gam­be­ra­le Stil­le som hand­le­da­re, lär gup­py­ho­nor att skil­ja mel­lan små plast­bric­kor som har oli­ka grå ny­ans.

– Hy­po­te­sen är för­stås att ho­nor med stor hjär­na lär sig snab­ba­re och är bätt­re på att upp­fat­ta små ny­ans­skill­na­der än ho­nor med li­ten hjär­na, sä­ger Niclas Kolm.

Trä­ning­en sker i små akva­ri­er som är av­de­la­de med en glas­ski­va samt en oge­nom­skin­lig ski­va. För­söksupp­ställ­ning­en för­be­reds i den ena hal­van av akva­ri­et, me­dan den and­ra hal­van fun­ge­rar som ”vänt­rum” för den fisk som ska del­ta i trä­ning­en. När det är dags att bör­ja trä­na drar fors­kar­na först upp den oge­nom­skin­li­ga ski­van, så att fisken i vänt­rum­met ser att nå­got är på gång på and­ra si­dan gla­set. Där­ef­ter drar fors­kar­na upp glas­ski­van, så att fisken kan sim­ma in till för­söksupp­ställ­ning­en. De gup­py­ho­nor som Henrik Flink trä­nar får väl­ja mel­lan två grå plast­bric­kor med oli­ka ny­ans. Ho­nor­na kan flyt­ta bric­kor­na med no­sen och en av dem döl­jer en mat­be­lö­ning. Tan­ken är att fis­kar­na på så sätt ska lä­ra sig as­so­ci­e­ra ma­ten med en viss grå ny­ans.

Men just i dag ver­kar gup­py­ho­nor­na mått­ligt in­tres­se­ra­de av upp­gif­ten. De gör ba­ra någ­ra halv­hjär­ta­de för­sök att flyt­ta plast­bric­kor­na.

– Det be­ror an­tag­li­gen på att de re­dan har övat. De är mät­ta nu och det påverkar mo­ti­va­tio­nen, sä­ger Henrik Flink.

En gup­py­ho­nas hjär­na väger un­ge­fär fem mil­li­gram och är stor som ett knapp­nåls­hu­vud. Fors­kar­na har nu av­lat på hjärn­stor­lek i fem ge­ne­ra­tio­ner och allt­så ska­pat en skill­nad på un­ge­fär 15 pro­cent mel­lan in­di­vi­der med stor och in­di­vi­der med li­ten hjär­na. Hur långt kan man nå? Går det att av­la fram fis­kar med jät­te­hjär­nor?

– Vi ser en ten­dens till att det pla­nar ut nu, att vi har av­lat på hjärn­stor­lek så långt det går, men vi vet in­te sä­kert. Och skill­na­den som vi har upp­nått mel­lan fis­kar med sto­ra re­spek­ti­ve små hjär­nor lig­ger in­om grän­sen för den na­tur­li­ga va­ri­a­tio­nen i oli­ka vil­da gup­py­be­stånd. Så vi har än­nu in­te ska­pat någ­ra kons­ti­ga fis­kar, sä­ger Niclas Kolm.

Men hur var det då med priset för en stor hjär­na? En­ligt or­gan­kost­nads­hy­po­te­sen går det in­te att få mer av allt. Vår egen sto­ra hjär­na skul­le ju ha ut­veck­lats på be­kost­nad av en minskad mat­smält­nings­ap­pa­rat och fort­plant­nings­för­må­ga.

Fak­tum är att Niclas Kolm och hans kol­le­ger har fun­nit stöd för pre­cis så­da­na sam­band hos gup­py­fis­kar­na.

– Gup­py­er med stor hjär­na har mind­re mat­smält­nings­ap­pa­rat än gup­py­er med li­ten hjär­na. Och gup­py­par med sto­ra hjär­nor får 15 pro­cent fär­re ung­ar än par som har små hjär­nor. Det är ett gans­ka högt pris att be­ta­la.

Dess­utom har fors­kar­na vi­sat att gup­py­er med stor hjär­na har säm­re im­mun­för­svar än gup­py­er med li­ten hjär­na. Det är san­no­likt ock­så en följd av de öka­de kost­na­der som en stor hjär­na för med sig.

Or­gan­kost­nads­hy­po­te­sen kan på sätt och vis fram­stå som ett mo­ment 22. En stör­re hjär­na krä­ver mer ener­gi, men var ska den ener­gin kom­ma ifrån om mat­smält­nings­ap­pa­ra­ten sam­ti­digt blir mind­re – det är ju den som för­ser hjär­nan med ka­lo­ri­er?

I te­o­rin går det för­stås att öka ka­lo­ri­in­ta­get ge­nom att äta mer mat, el­ler äta mer ener­gi­rik fö­da. Men i prak­ti­ken kan det va­ra svårt – mat är en re­surs som of­ta är be­grän­sad i na­tu­ren. Hur lö­ser vil­da gup­py­er det­ta di­lem­ma?

– Det är en bra frå­ga som vi in­te rik­tigt kan sva­ra på. Men det är up­pen­bart att de kla­rar av det; det är ju in­te så att gup­py­er

Nmed stor hjär­na sväl­ter ihjäl. Kans­ke är de bätt­re på att hit­ta mat. El­ler så är de bätt­re på att hit­ta vis­sa sor­ters mat, som har hög kva­li­tet men som ba­ra finns till­gäng­lig un­der vis­sa pe­ri­o­der.

iclas Kolm tror att det na­tur­li­ga ur­va­let gyn­nar in­di­vi­der med stor hjär­na i krä­van­de och far­li­ga mil­jö­er. Un­der mer gynn­sam­ma för­hål­lan­den kan i stäl­let and­ra ener­gikrä­van­de egen­ska­per gyn­nas, som god fort­plant­nings­för­må­ga.

– Det kan va­ra själ­va or­sa­ken till att det över hu­vud ta­get finns så stor na­tur­lig va­ri­a­tion i hjär­nans stor­lek hos vil­da gup­py­er. Men att när­ma­re un­der­sö­ka det­ta krä­ver stor­ska­li­ga ex­pe­ri­ment, som helst ska ut­fö­ras i gup­py­er­nas na­tur­li­ga flod­mil­jö på Trini­dad, sä­ger han.

Hur vårt eget släk­te lyc­ka­des skaf­fa fram de ex­tra ka­lo­ri­er som kräv­des för att vå­ra sto­ra hjär­nor skul­le kun­na ut­veck­las är ett äm­ne som de­bat­te­ras fli­tigt. En te­o­ri är att för­må­gan att be­mäst­ra eld ska­pa­de för­ut­sätt­ning­ar för ­kok­kons­ten. Då blev det möj­ligt att ut­vin­na ­sto­ra mäng­der ka­lo­ri­er ur ex­em­pel­vis röt­ter och rot­knö­lar, som är lät­ta att hit­ta och sam­la in men väl­digt svår­smäl­ta i rå form.

Det finns dock inga säk­ra be­vis för att kok­kons­ten har fun­nits till­räck­ligt länge för att ha kun­nat dri­va på den ök­ning i hjärn­vo­lym som har gått hand i hand med vårt släk­tes långa evo­lu­tio­nä­ra histo­ria.

Ame­ri­kans­ka forskare vi­sa­de ny­li­gen i ett ex­pe­ri­ment att själ­va kok­kons­ten kans­ke in­te var nöd­vän­dig, ut­an att det sna­ra­re hand­la­de om för­må­gan att han­te­ra ma­ten. Fors­kar­na lät för­söks­per­so­ner äta get­kött och rot­fruk­ter som ser­ve­ra­des på tre sätt: råa, råa, men strim­la­de och mo­sa­de, samt tilla­ga­de.

Get­köt­tet som fors­kar­na ser­ve­ra­de var pri­ma va­ra, fritt från seg väv­nad. Trots det var det näs­tan omöj­ligt för för­söks­del­ta­gar­na att tug­ga sön­der råa, he­la kött­bi­tar. Men strim­lat get­kött gick ner – det var till och med mer lättug­gat och lätt­smält än tilla­gat kött. Mo­sa­de rot­fruk­ter var mer lättug­ga­de än he­la – men tillag­ning gjor­de dem än­nu mer lätt­smäl­ta.

Fors­kar­nas slut­sats är att vå­ra för­fä­der kun­de öka sitt ka­lo­ri­in­tag or­dent­ligt ge­nom att strim­la rått kött och mo­sa råa rot­fruk­ter med enk­la sten­verk­tyg. Des­sa fär­dig­he­ter ba­na­de väg för evo­lu­tio­nen av män­ni­sko­släk­tets sto­ra hjär­na. Kok­kons­ten upp­stod se­na­re, me­nar de.

Vi kom­mer san­no­likt ald­rig få ve­ta ex­akt hur det gick till när vå­ra för­fä­der lös­te den här ”ener­gikri­sen”. Men vi kan kon­sta­te­ra att med hjälp av en oan­sen­lig akva­ri­e­fisk samt ihär­digt ar­be­te, har svens­ka forskare bli­vit de förs­ta i värl­den att ge ex­pe­ri­men­tellt stöd för me­ka­nis­mer­na bakom or­gan­kost­nads­hy­po­te­sen. Evo­lu­tio­nen av en allt stör­re och allt­mer ener­gikrä­van­de hjär­na kan ske på be­kost­nad av and­ra ener­gislu­kan­de pro­ces­ser, som mat­smält­ning och fort­plant­ning. l

STRÖMRIKTNING GUP­PY­ER GÄDD­CIK­LID

+25°

Gädd­cik­li­den ( Cre­ni­cich­la al­ta) är en tro­pisk art som är na­tur­lig fi­en­de till gup­py­er. Den kan bli 16 cen­ti­me­ter lång. Gädd­cik­li­den smy­ger sig på si­na by­ten och gör blixt­snab­ba ut­fall.

Gup­py­han­nen är mind­re och har star­ka­re fär­ger än gup­py­ho­nan (t.v.). Gup­pyn fö­der le­van­de ung­ar och är en tå­lig och an­pass­nings­bar art som kom­mer från Sy­da­me­ri­ka.

ca 80 cm

ROVFISKENS GÖMSTÄLLE

Gädd­cik­li­der be­hö­ver skyd­da­de mil­jö­er för att tri­vas. Plast­rör fun­ge­rar fint.

Det finns un­ge­fär 2 500 akva­ri­er med gup­py­er i käl­la­ren på Stock­holms uni­ver­si­tet. Någ­ra vå­ning­ar upp finns yt­ter­li­ga­re ett rum fyllt med akva­ri­er.

Newspapers in Swedish

Newspapers from Sweden

© PressReader. All rights reserved.