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Red Devil's Tongue: Chromatische Kommunikation im Dunkeln



Die Weitergabe von Informationen an den Menschen war schon immer einer der wichtigsten sozialen Aspekte der Existenz. Mit der Entwicklung und Entwicklung der Technologie wurden Informationsübertragungsmethoden immer mehr. Früher waren es Felsmalereien. Klicken Sie jetzt einfach auf ein paar Tasten auf Ihrem Smartphone, und die Person auf der anderen Seite des Planeten erhält Nachrichten von Ihnen. Die Kommunikation zwischen Individuen ist jedoch nicht die einzige Methode zur Übermittlung von Informationen: Gemälde, Symphonien, Skulpturen usw. All dies ist auch eine Form der Übermittlung bestimmter Informationen, eine Idee, die der Schöpfer in seiner Schöpfung festgelegt hat.

In der Tierwelt übertragen verschiedene Arten Informationen auf verschiedene Weise aneinander: von verbal bis taktil. Viele dieser Informationssignale hängen jedoch direkt vom Lebensraum des Tieres ab. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage: Wie schaffen es die Humboldt-Tintenfische, in einer Tiefe von 700 m in der Dämmerungszone, in der völlige Dunkelheit herrscht, miteinander zu kommunizieren? Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Stanford University fand die Antwort auf diese Frage, indem sie die kollektive Jagd auf diese erstaunlichen Tiefsee-Raubtiere beobachtete. Was sind die Merkmale der Tintenfischkommunikation und wie komplex ist ihr Informationsnetzwerk? Dies erfahren wir aus dem Bericht der Forschungsgruppe. Gehen.

Studienbasis


Bevor Sie sich mit der Studie selbst befassen, sollten Sie sich mit ihrer Hauptfigur vertraut machen.

Dosidicus gigas oder Humboldt-Tintenfisch - eine Tintenfischart, die in den Gewässern des Humboldt-Stroms im Pazifik lebt. Er ist ein einsamer Vertreter der Gattung Dosidicus aus der Unterfamilie Ommastrephinae (Familie Ommastrephidae ).


Dosidicus gigas

Squid Humboldt gilt als eine der größten Tintenfischarten. Er ist natürlich weit entfernt von den Dimensionen seines kolossalen Verwandten, aber Dosidicus gigas kann bis zu 2,5 m groß und bis zu 50 kg schwer werden.

In Bezug auf Menschen sind diese Kreaturen nicht besonders aggressiv, aber für kleine Fische ist der Humboldt-Tintenfisch eine echte Katastrophe. Erstens sind sie Raubtiere. Zweitens reisen sie nicht allein durch die Tiefen des Ozeans, sondern mit Schulen von bis zu 1200 Personen. Die Geschwindigkeit des Tintenfischs kann bis zu 24 km / h erreichen.

Der Tintenfisch bewegt sich durch einen Siphon, durch den er den Wasserstrahl schiebt, sowie durch die beiden Flossen auf der Oberseite des Kopfes (wenn ich so etwas über Tintenfische sagen darf).

Man kann nicht über Tintenfische sprechen und ganz zu schweigen von ihren berühmten Tentakeln oder vielmehr Händen. In Dosidicus gigasEs gibt zehn davon: acht zum Schwimmen und Greifen, die mit Saugnäpfen (jeweils etwa 200) bedeckt sind, und zwei, die mit Nelken bedeckt sind, um die Beute näher an ihrem Schnabel festzuziehen. Die Geschwindigkeit des Auswurfs dieser beiden Tentakel und des Zeichnens des Opfers ist so schnell, dass eine Person manchmal den gesamten Prozess erfolgreich verpassen kann. Wenn die Beute zu groß ist oder dem unvermeidlichen Tod übermäßig widersteht, kann der Humboldt-Tintenfisch damit in große Tiefen vordringen, wo der Druck der Wassersäule die ganze „schmutzige Arbeit“ erledigt.


Dosidicus gigas während der Jagd.

Die Größe und das Vorhandensein der fantastischen "gezahnten" Tentakel spielen bereits gegen den Ruf der Humboldt-Tintenfische. Darüber hinaus nennen viele Forscher diese Art in Bezug auf alles, was sich bewegt, extrem aggressiv. Solche Merkmale in der Zusammenfassung dienten als Erscheinung des entsprechenden Spitznamens - " diablos rojos " (rote Teufel). Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass ein solches Verhalten dieser Art ausschließlich während der Fütterung eigen ist. Unter anderen Umständen sind die Humboldt-Tintenfische eher neugierig als aggressiv.


Ein weiterer einzigartiger (und besonders dank dieses Videos sehr beängstigender) Tiefseekalmar ist Magnapinna, der in einer Tiefe von etwa 2000

m lebt. Die Natur, Saugnäpfe, Tentakel und Schnabel sind nicht alle Merkmale des Humboldt-Tintenfischs. Sie haben eine der einzigartigsten Fähigkeiten in der Tierwelt - sie können ihre Farbe aufgrund des speziellen Organs aus Photophoren und Chromatophorzellen ändern.

Das Ändern Ihres Aussehens kann sowohl für die Jagd als auch zum Schutz vor Raubtieren nützlich sein. Im Fall des Humboldt-Tintenfischs ist es auch eine ausgezeichnete Kommunikationsmethode. Zwar konnte vorher niemand wirklich genau erklären, wie und worüber sie sprachen.

Um die Farb-Licht-Kommunikation von Tintenfischen im Detail zu untersuchen, führten die Wissenschaftler Beobachtungen ihres Verhaltens in ihrem natürlichen Lebensraum (kalifornischer Strom) in Tiefen von 266 bis 848 m mit HD-Kameras durch, die an das ROV (ferngesteuertes unbewohntes Unterwasserfahrzeug) angeschlossen waren.

Forscher stellen fest, dass Dosidicus gigas nicht die einzigen sind, die gemeinsam im tiefen Ozean kommunizieren können. Es war jedoch diese Art, die für die Forschung ausgewählt wurde, nicht nur wegen ihrer „Ungewöhnlichkeit“, sondern auch wegen ihrer kühlen Einstellung zum ROV, in dessen Gegenwart sie ruhig weiter jagen, schwimmen und miteinander kommunizieren. Folglich hat der Beobachtungsprozess selbst nur minimale Auswirkungen auf seine Ergebnisse.

Wissenschaftler bemerken auch, dass Dosidicus gigaswandern ständig vertikal und verbringen die meiste Zeit in Bereichen der Wassersäule, in denen weniger Licht als in einer mondlosen Nacht auf der Oberfläche des Ozeans vorhanden ist. Trotz des praktisch vollständigen Mangels an Beleuchtung kommunizieren alle Personen in der Tintenfischherde gut und „diskutieren“ wahrscheinlich verschiedene Aspekte ihres Verhaltens: wo sie nach Nahrung suchen müssen, wann sie mit dem Füttern beginnen sollen und wie sie sich dabei nicht gegenseitig stören können.



Es wurde auch eine Vielzahl von chromatischen (Farb-) Variationen des Aussehens des Tintenfischs Dosidicus gigas festgestellt , von denen jede als separates Signal betrachtet werden kann (Bild oben).

Während des Beobachtungsprozesses konnte eine Gruppe von 30 Personen fotografiert werden, die verschiedene nicht zufällige Farboptionen zeigten. Ein wichtiges Wort ist hier „nicht zufällig“, da dies darauf hindeutet, dass solche dauerhaften Farbänderungen keine Fehler beim Schießen oder sozusagen eine gedankenlose Veränderung des Aussehens einer Person aus Gründen der Schönheit sind.

Forschungsergebnisse


Das erste, was nach der Analyse der Beobachtungsdaten entdeckt wurde, war die Tatsache, dass D. gigas in Gegenwart einer großen Anzahl von Personen signifikant häufiger die chromatischen Signale „Blinken“ (abrupter Wechsel von blasser zu dunkler Farbe) und „Flimmern“ (dynamisches Mosaik diffuser Pigmentierung) verwendet seine Art.


Bild Nr. 1

Unter Verwendung der Hauptkomponentenmethode fanden die Wissenschaftler heraus, dass die Verteilung der chromatischen Verhaltenskomponenten in D. gigas in der Tiefe mit dem Fütterungszustand (18,3%; 1A ) und der Anzahl der Individuen (12,4%; 1B ) zusammenhängt. Daraus folgt, dass chromatische Änderungen Signale während Gruppenaktivitäten sind.

Da Humboldt-Tintenfische weitaus mehr auf Farbe als auf Fortbewegung angewiesen sind, konnten Wissenschaftler viel mehr chromatische Verhaltenskomponenten als lokomotorische isolieren. Von den 18 chromatischen Komponenten traten dreizehn ausschließlich in Anwesenheit einer großen Anzahl von Verwandten auf ( 1C ).

Es ist auch merkwürdig, dass einige der im Humboldt-Tintenfisch gefundenen Farbsignale auch von anderen Arten verwendet werden. Zum Beispiel werden blasse und dunkle Bereiche entlang der Längsachse ( 1C und 1D ) während der Brutzeit von konkurrierenden Männchen des karibischen Riffkalmars ( Sepioteuthis sepioidea ) und trauernden Tintenfischen ( Sepia plangon ) verwendet.

Humboldt-Tintenfische, die die besten Schüler von Hannibal Lecter werden könnten, zeigen diese Farbe während der Fütterung (insbesondere bei unzureichender Nahrung), wenn viele Verwandte in der Nähe sind. Es ist wahrscheinlich, dass dies eine Art Warnung ist: "Stören Sie mich nicht, lieber Verwandter zu jagen, sonst werden Sie Beute."

Es wurde bereits vorgeschlagen, dass einige Arten von Raubtieren, die in Gruppen jagen, bestimmte Arten von Signalen verwenden, um die Jagd so zu organisieren, dass sie sich nicht gegenseitig stören. Diese Theorie erhielt ihre praktische Bestätigung, da bei der Beobachtung von Tintenfischen klar war, dass die Gruppe von Individuen, egal wie schnell und chaotisch (auf den ersten Blick) sie sich bewegte, nie miteinander in Kontakt kam und nie um Beute kämpfte. Dieses Verhalten ist wirklich sinnvoll, da es nicht notwendig ist, um Nahrung zu konkurrieren, wenn es viel davon gibt, wodurch Sie sich einem Verletzungsrisiko aussetzen und dieser Beute die Chance geben, sich zu entfernen. Jeder Tintenfisch benachrichtigt seine Verwandten visuell darüber, dass er die Beute angreift, und dies macht ihnen klar, dass diese bestimmte Beute bereits gefangen ist und es sich lohnt, nach einer anderen zu suchen.

Zusätzlich zu einzelnen Signalen, die selbst bestimmte Informationen tragen können, gibt es eine Syntax von Signalen, dh verschiedene Kombinationen verschiedener Signale, die auch eine bestimmte Bedeutung haben können.

Zu sagen, dass Kopffüßer eine ähnliche Sprache haben wie wir, wäre natürlich übertrieben. Beispielsweise demonstrieren jedoch zwei Flachwasser-Tintenfischarten S. sepioidea und Sepioteuthis Lessoniana die Verwendung der Syntax in den chromatischen Komponenten der Kommunikation. Bei D. gigas und anderen Tiefseearten wurden ihre syntaktischen Fähigkeiten kaum untersucht.


Bild Nr. 2

Während der Beobachtungen war es möglich, das typische Verhalten von Tintenfischen vor dem Fangen der Beute zu bestimmen ( 2A und2B ). Zum Zeitpunkt der Gefangennahme zeigte D. gigas eine typische Tintenfischbewegung ( 2D ) und Körperposition ( 2C ) vor und nach den Auswirkungen auf die Beute ( 2E , 2G und 2H ).

Die Fähigkeit, den Moment eines Angriffs auf ein Mining genau zu erfassen, ermöglicht einen besseren Blick auf die chromatischen Signalkomponenten dieses Prozesses.

Trotz einer kleinen Stichprobe von Beobachtungen (30 Personen) war es immer noch möglich, die Daten erfolgreich zu analysieren und festzustellen, dass D. gigas während der Jagd konsistente chromatische Komponenten auf hierarchische Weise anzeigen kann, d. H. Ihre unterschiedlichen Farbmuster haben ihre eigene Syntax.

Die Farbe des Tintenfischs, der die Beute verfolgte, war überwiegend dunkel (D), sandig (S) oder nach dem Prinzip „ Anti-Schatten “ * (CS) bemalt .
"Schatten" * (Thayer'sches Gesetz) - eine Variante der Maskierungsfarbe bei Tieren, wenn der Oberkörper dunkler als der Unterkörper ist.


Eines von Thayers Werken mit dem Titel The Favourite Kitten.

Benannt nach dem amerikanischen Künstler und Naturforscher Abt Henderson Thayer. Er bemerkte, dass die Körperteile von Tieren, die häufiger ins Licht gedreht werden, eine dunklere Farbe haben als diejenigen, die sich die meiste Zeit im Schatten befinden.
Unmittelbar vor dem Angriff auf die Beute änderte sich die Tintenfischfarbe jedoch zu einer „angreifenden“ Pigmentierung (BPD), wenn sich dunkle und blasse Bereiche entlang der Längsachse ( 1C ) abwechseln . Während des Angriffs wechselten die Tentakel für Beute ihre Farbe zu dunkel (D) und dann zu blass (P) ( 2E und 2F ).

Die obigen chromatischen Komponenten waren hell und auffällig, sie sind vergleichbar mit den Wörtern im Satz. Zusätzlich gab es weniger wahrnehmbare Farbsignale wie Interpunktionszeichen: blasse Streifen entlang des seitlichen Mantels (PLS) gingen CS voraus; dunkle Streifen auf den Tentakeln (DAS) traten vor und nach S auf; Ein dunkler Fleck auf dem Kopf (SE) ging der BPD voraus und folgte der CS. Die abgedunkelte Vorderkante des Mantels (DMB) folgte S, CS und BPD ( 2F ).

Wenn große und wahrnehmbare Farbsignale den Jagdprozess selbst anzeigen können (Beute finden, den Moment vor dem Angriff und den Angriff selbst), können die obigen Minisignale zusätzliche Informationen anzeigen (Beuteposition und Art).

Alle diese Signale können zusammen die Grundlage einer Strategie zur Jagd auf Tintenfischherden bilden.

Während der Fütterung (Suche nach Beute und Jagd danach) zeigten Tintenfische ständig einen Übergang zwischen den blassen Rändern der Flosse (PFE) und den dunklen Rändern der Flosse (DFE), dann zwischen DFE und vollständig dunklen Flossen (DF) und schließlich zurück von DFE zu PFE ( 2F ).

SE, DMB, die chromatischen Komponenten der Flossen und die blasse Spitze des Mantels (PVS) wurden ziemlich lange angezeigt, vergleichbar mit der Dauer der Signale der Typen S, CS und BPD.

Diese Minisignale können sich auf den sozialen Aspekt beziehen und nicht auf die Jagd, d. H. Tintenfische können sie verwenden, um die Dominanz gegenüber anderen Verwandten zu demonstrieren. Zum Beispiel ist die Kombination von DFE- und SE-Signalen in S. Lessiana (eine Art Riffkalmar) eine Demonstration des Siegers in Kämpfen zwischen Männern.


Tabelle aller erkannten chromatischen Signalvarianten.

Eine andere Theorie zusätzlicher chromatischer Signale legt nahe, dass sie zur Selbstverteidigung benötigt werden. Die Beobachtungen wurden mit dem ROV-Gerät durchgeführt, das von Tintenfischen als wahrscheinliche Bedrohung angesehen werden konnte. Und schnelle Änderungen der Farbe und der Farbmuster könnten als Ablenkung dienen. Vergessen Sie auch nicht, dass diese Art von Tintenfisch für Kannibalismus bekannt ist.

Die Schönheit und Vielfalt der Farbmuster auf dem Körper des Tintenfischs sollte von niemandem unbemerkt bleiben, da in seiner Umgebung keine Lichtquellen vorhanden sind. Für Humboldt-Tintenfische ist dies jedoch kein Problem, da eine biolumineszierende Hintergrundbeleuchtung vorhanden ist.

Typischerweise umfassen Biolumineszenzsignale Änderungen der Lichtintensität. Sie können durch Ändern der Bedingungen in Photophoren oder durch Manipulieren des emittierten Lichts durch andere anatomische Merkmale des Körpers erzeugt werden.

Squids D. gigas wären keine so neugierigen Kreaturen, wenn sie der klassischen Taktik biolumineszierender Tiefseekreaturen folgen würden. Anstatt die Lichtintensität anzupassen, verwenden sie Pigmentmuster, um verschiedene Bereiche des vollständig lumineszierenden Körpers selektiv ein- und auszublenden.


Bild Nr. 3

Während in den meisten Fällen Photophoren extern sind und Licht nach außen projizieren sollen, sind D. gigas- Photophoren stattdessen intern und emittieren Licht im Muskelgewebe der Flossen, des Mantels, des Kopfes und der Arme. Zahlreiche (eine D. gigas- Probe kann Hunderte aufweisen) kleine subkutane Photophoren, die aus relativ elementaren Clustern von photogenem Gewebe bestehen, dringen in Muskelgewebe ( 3A - 3C ) ein und verursachen eine Lumineszenz der gesamten Probe.

Aufgrund dieser subkutanen Chromatophore bilden sich Pigmentmuster. Auf diese Weise kann der Tintenfisch das von ihm gezeigte Farbmuster von innen beleuchten, um Informationen effektiver an seine Verwandten zu übertragen.

Die anatomische Untersuchung mehrerer Individuen zeigte, dass sich, obwohl Photophoren im ganzen Körper verteilt sind, große Cluster genau in den Körperteilen befinden, in denen die hellsten und wichtigsten chromatischen Signale gezeigt werden (während der Beutefangnahme und während der Anwesenheit einer großen Anzahl von Verwandten).

Es ist erwähnenswert, dass die ROV-Unterwasserspionagekamera und das menschliche Auge nicht wie die Augen des Tintenfischs D. gigas sehen . Wie ihre Augen sehen, ist es immer noch genau unbekannt, obwohl nach einigen Berichten angenommen wird, dass sie in einer Entfernung von bis zu 1 Meter im Dunkeln perfekt sehen können. Die Wissenschaftler selbst beabsichtigen, in Zukunft einige weitere Beobachtungen mit fortschrittlicheren Kameras durchzuführen, um die Veränderung der Pigmentierung und des Biolumineszenzverhaltens von Tintenfischen so zu sehen, wie sie es selbst sehen.

Um sich eingehender mit den Nuancen der Studie vertraut zu machen, empfehle ich Ihnen, den Bericht von Wissenschaftlern und zusätzliche Materialien zu lesen.

Epilog


Eines der Probleme bei der Untersuchung der chromatischen Merkmale der Tintenfischart D. gigas ist ihr Lebensraum. Das Fazit ist, dass das Beobachten von Tintenfischen in freier Wildbahn nicht immer so funktioniert, wie es Wissenschaftler wollen: Entweder reichen Tintenfische nicht aus, um die Eigenschaften vollständig zu quantifizieren, dann entspricht das Verhalten von Tintenfischen aufgrund des Vorhandenseins von ROV usw. nicht ihrem normalen Verhalten. Die Beobachtung von Tintenfischen unter Laborbedingungen hat ebenfalls keine wesentlichen Vorteile, da die Tiefseearten der Familie der Ommastrephidae , zu denen D. gigas gehört , nur sehr schwer an die Oberfläche zu tragen sind und sehr kurze Zeit in Gefangenschaft leben. Infolgedessen stirbt das arme Tier, und Wissenschaftler erhalten nie die Daten, die sie benötigen.

Trotzdem gelang es den Wissenschaftlern in der heute untersuchten Studie, Informationen über die Kommunikation von Tintenfischen in extremer Dunkelheit zu erhalten. Das erste, was auffällt, ist die nicht standardmäßige Verwendung von Licht. Die meisten biolumineszierenden Tiefseekreaturen verwenden genaues Licht, um Informationen zu übertragen und ihre Intensität zu regulieren. Humboldt-Tintenfische verwenden Licht, um ihre farbigen Muster auf dem Körper zu beleuchten.

Es gibt viele Varianten dieser Muster, Kombinationen sind noch größer. Jedes Muster und jede Kombination von Mustern trägt ein spezifisches Signal, Informationen für Verwandte.

Es ist offensichtlich, dass soziale Wesen auf die eine oder andere Weise eine Form der Kommunikation bilden, um wichtige Informationen untereinander zu übertragen. Kommunikationsmethoden unterscheiden sich jedoch nicht nur in Form und Art, sondern auch in der Komplexität. Wissenschaftler erklären mutig, dass das Humboldt-Tintenfisch-Kommunikationsnetzwerk ziemlich komplex ist und aus vielen Signalen besteht, die sie in ganze Sätze einbauen können, dh Syntax verwenden. Ja, die Barfüße zeichneten sich immer durch Intelligenz und schnellen Verstand aus, aber Wissenschaftler hatten dies nicht erwartet.

Die Tiefen der Ozeane waren immer mit Rätseln verbunden und unerforscht. Die Kreaturen, die dort leben, bleiben uns ebenfalls weitgehend ein Rätsel. Die ständige Verbesserung der Technologie ermöglicht es uns jedoch, den Vorhang des Geheimnisses zu öffnen.

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit, bleiben Sie neugierig und wünschen Sie allen ein schönes Wochenende! :) :)

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