Fazit zur Reflexbildung bei Fischen. Bedingungen für die Entwicklung konditionierter Reflexe bei Fischen

HOHE NERVENAKTIVITÄT VON LARVEN-CHORDATEN UND FISCHEN

Die höhere Nervenaktivität von Wirbeltieren spiegelt einen der wichtigen Trends in ihrer Evolution wider – die individuelle Verbesserung. Dieser Trend äußert sich in einer steigenden Lebenserwartung, einer Verringerung der Nachkommenzahl, einer Zunahme der Körpergröße und einem zunehmenden Konservatismus der Vererbung. Ein Ausdruck derselben Tendenz ist die Tatsache, dass jedes Individuum auf der Grundlage einer begrenzten Anzahl von Arteninstinkten in der Reihenfolge seiner persönlichen Lebenserfahrung eine größere Anzahl unterschiedlicher bedingter Reflexe bilden kann.

In solchen unteren Chordaten wie Larvenchordaten und Zyklostome sind konditionierte Reflexe primitiver Natur. Mit der Entwicklung der analytischen und synthetischen Aktivität des Gehirns und der Verwendung immer subtilerer Signale bei Fischen beginnen konditionierte Reflexe eine immer wichtigere Rolle in ihrem Verhalten zu spielen.

Konditionierte Reflexe von Larvenakkordaten

Trotz der Regression seines Nervensystems kann der Ascidian einen bedingten Schutzreflex ausbilden, indem er die Siphons auf ein akustisches bzw. vibrationsmechanisches Signal schließt.

Um einen solchen Reflex zu entwickeln, wurde eine Pipette über dem im Aquarium sitzenden Ascidian angebracht. Bei jedem Aufprall eines Tropfens auf die Wasseroberfläche schloss der Ascidian schnell die Siphons und zog sie bei stärkerer Reizung (ein aus großer Höhe fallender Tropfen) ins Innere. Die Quelle der aufbereiteten Signale war eine elektrische Glocke, die auf einem Tisch neben dem Aquarium montiert war. Seine isolierte Aktion dauerte 5 s, an deren Ende ein Tropfen fiel. Nach 20–30 Kombinationen kann es bereits durch die Glocke selbst zu Schutzbewegungen der Siphons kommen.

Die Entfernung des zentralen Nervenknotens zerstörte den entwickelten Reflex und machte die Bildung neuer Reflexe unmöglich. Beharrliche Versuche, bei gesunden Tieren ähnliche konditionierte Lichtreflexe zu entwickeln, blieben erfolglos. Offensichtlich ist die fehlende Reaktion auf Lichtsignale auf die Lebensumstände der Ascidianer zurückzuführen.

In diesen Experimenten wurde auch festgestellt, dass durch Kombinationen eines Signals mit einer unbedingten Reaktion letztere zunehmend leichter durch den unbedingten Reiz hervorgerufen werden konnte. Es ist möglich, dass eine solche bedingte Steigerung der Erregbarkeit der signalisierten Reaktion die anfängliche summative Form der vorübergehenden Verbindung darstellt, aus der sich dann spezialisiertere Formen entwickelten.

Zyklostome

Das Meerneunauge erreicht eine Länge von einem Meter. Jedes Frühjahr zwingt sie ihr Sexualtrieb, wie viele Seefische, die Tiefen des Meeres zu verlassen und zum Laichen in Flüsse aufzusteigen. Als Reaktion auf diese instinktive Reaktion kann jedoch eine Hemmung entwickelt werden (Lammaugen hörten auf, in Flüsse einzudringen, wo sie auf verschmutztes Wasser stießen).

Es wurden konditionierte Reflexe des Flussneunauges untersucht, die durch Elektroschocks verstärkt wurden. Ein Lichtsignal (2 Lampen à 100 W), zu dem nach 5–10 s isolierter Aktion eine 1–2 Sekunden dauernde bedingungslose elektrokutane Stimulation hinzugefügt wurde, begann bereits nach 3–4 Kombinationen eine motorische Abwehrreaktion auszulösen. Nach 4–5 Wiederholungen ließ der konditionierte Reflex jedoch nach und verschwand bald. Nach 2–3 Stunden konnte es wieder produziert werden. Bemerkenswert ist, dass gleichzeitig mit der Abnahme des bedingten Abwehrreflexes auch die Stärke des unbedingten abnahm. Die Schwelle für eine elektrodermale Reizung, die eine Abwehrreaktion auslöst, stieg. Es ist möglich, dass solche Veränderungen von der traumatischen Natur der elektrischen Stimulation abhingen.

Wie oben am Beispiel der Ascidianer gezeigt wurde, kann sich die Ausbildung eines bedingten Reflexes in einer Erhöhung der Erregbarkeit der signalisierten Reaktion äußern. IN in diesem Fall Am Beispiel des Neunauges kann man sehen, wie bei Hemmung eines konditionierten Reflexes der Erreger der signalisierten Reaktion abnimmt. Während Neunaugen beim Licht einer Lampe leicht einen konditionierten Abwehrreflex entwickelten, waren sie nicht in der Lage, ihn beim Klang einer Glocke zu entwickeln. Trotz 30–70 Kombinationen der Glocke mit elektrischen Schlägen wurde sie nie zum Signal für Abwehrbewegungen. Dies weist auf eine überwiegend visuelle Orientierung der Neunaugen in der Umgebung hin.

Das Neunauge nimmt Lichtreize nicht nur mit Hilfe seiner Augen wahr. Selbst nach Durchtrennung der Sehnerven oder vollständiger Entfernung der Augen blieb die Reaktion auf Licht bestehen. Es verschwand erst, als neben dem Auge auch das Scheitelorgan des Gehirns entfernt wurde, das über lichtempfindliche Zellen verfügt. Einige Nervenzellen des Zwischenhirns und Zellen in der Haut nahe der Afterflosse haben auch eine Funktion als Photorezeptoren.

Fische haben eine hohe Perfektion bei der Anpassung an einen aquatischen Lebensstil erreicht und ihre Rezeptorfähigkeiten insbesondere durch die Mechanorezeptoren der Seitenlinienorgane deutlich erweitert. Konditionierte Reflexe sind ein wesentlicher Bestandteil des Verhaltens von Knorpel- und insbesondere Knochenfischen.

Knorpelfische. Nicht umsonst ist die Völlerei des Hais zum Sprichwort geworden. Ihr starker Essinstinkt lässt sich selbst bei starken Schmerzreizen nur schwer bremsen. So behaupten Walfänger, dass ein Hai weiterhin Fleischstücke von einem toten Wal reißt und verschluckt, selbst wenn ein Speer darin steckt. Basierend auf solch ausgeprägten Reaktionen auf unbedingte Nahrungsaufnahme entwickeln Haie in der natürlichen Umgebung offenbar viele konditionierte Nahrungsreflexe. Dies wird insbesondere durch Beschreibungen belegt, wie schnell Haie eine Reaktion entwickeln, Schiffe zu begleiten und zu einem bestimmten Zeitpunkt sogar zu dem Brett zu schwimmen, von dem Küchenabfälle weggeworfen werden.

Haie nutzen aktiv Geruchsreize aus der Nahrung. Es ist bekannt, dass sie verwundete Beutetiere verfolgen, indem sie einer Blutspur folgen. Die Bedeutung des Geruchs für die Ausbildung von Nahrungsreflexen wurde in Experimenten an Kleintieren gezeigt Mustelus laevis, frei im Teich schwimmend. Diese Haie fanden lebende versteckte Krabben in 10–15 Minuten und töteten und öffneten Krabben in 2–5 Minuten. Wenn die Nasenlöcher der Haie mit Watte und Vaseline bedeckt wären, könnten sie die versteckte Krabbe nicht finden.

Eigenschaften der Ausbildung konditionierter Abwehrreflexe bei Schwarzmeerhaien (Squalus acanthias) mit der oben beschriebenen Technik für Neunaugen untersucht. Es stellte sich heraus, dass die Haie nach 5–8 Kombinationen einen konditionierten Reflex auf die Glocke entwickelten und auf die Lampe erst nach 8–12 Kombinationen. Die entwickelten Reflexe waren sehr instabil. Sie wurden 24 Stunden lang nicht gelagert und mussten am nächsten Tag erneut hergestellt werden, wobei hierfür weniger Kombinationen erforderlich waren als am ersten Tag.

Ähnliche Eigenschaften der Ausbildung bedingter Abwehrreflexe wurden auch von anderen Vertretern der Knorpelfische entdeckt – den Stachelrochen. Diese Eigenschaften spiegeln ihre Lebensumstände wider. Ja, der Bewohner Tiefen des Meeres Der Stachelrochen benötigte 28–30 Kombinationen, um einen Reflex auf den Ruf zu entwickeln, während der mobile Bewohner von Küstengewässern, der Stachelrochen, 4–5 Kombinationen benötigte. Diese konditionierten Reflexe offenbarten auch die Fragilität temporärer Verbindungen. Der am Vortag entwickelte konditionierte Reflex verschwand am nächsten Tag. Es musste jedes Mal mit zwei oder drei Kombinationen wiederhergestellt werden.

Knochiger Fisch. Dank der enormen Vielfalt an Körperstruktur und Verhalten haben Knochenfische eine hervorragende Anpassungsfähigkeit an die meisten Arten erreicht unterschiedliche Bedingungen ein Lebensraum. Zu diesen Fischen gehört auch der Kleine Mistichhus luzonensis(das kleinste Wirbeltier mit einer Größe von 12–14 mm) und der riesige „Heringskönig“ (Regalecus) Südmeere mit einer Länge von 7 m.

Die Instinkte von Fischen sind äußerst vielfältig und spezialisiert, insbesondere die Nahrungs- und Sexualinstinkte. Manche Fische, wie der vegetarische Karausche, schwimmen friedlich in schlammigen Teichen, während andere, wie der fleischfressende Hecht, von der Jagd leben. Obwohl die meisten Fische befruchtete Eier ihrem Schicksal überlassen, kümmern sich einige von ihnen um den Nachwuchs. Daher bewachen Blennies die gelegten Eier, bis die Jungen schlüpfen. Der Neunstachlige Stichling baut aus Grashalmen ein richtiges Nest und klebt diese mit seinen Schleimsekreten zusammen. Nach Abschluss des Baus treibt das Männchen das Weibchen in das Nest und lässt es erst frei, wenn es Eier legt. Danach tränkt er die Eier mit Samenflüssigkeit und bewacht den Eingang zum Nest, indem er ihn von Zeit zu Zeit mit speziellen Bewegungen der Brustflossen belüftet.

Süßwasserfische aus der Familie Buntbarsche Bei Gefahr verstecken sie die geschlüpften Jungtiere in ihrem Maul. Sie beschreiben die besonderen „Ruf“-Bewegungen erwachsener Fische, mit denen sie ihre Jungfische einsammeln. Der Seehase führt den Jungfisch, der mit speziellen Saugnäpfen am Körper des Vaters befestigt werden kann.

Ein auffälliger Ausdruck der Kraft des Sexualinstinkts von Fischen sind saisonale Wanderungen. Beispielsweise wandern Lachse zu bestimmten Jahreszeiten zum Laichen vom Meer in Flüsse. Sie werden in Scharen von Tieren und Vögeln ausgerottet, viele Fische sterben vor Erschöpfung, doch die Übriggebliebenen setzen hartnäckig ihren Weg fort. In einem unkontrollierbaren Ansturm zum Oberlauf des Flusses springt der Edellachs, der auf ein Hindernis stößt, auf die Steine, bricht in Blut aus und stürmt wieder vorwärts, bis er es überwindet. Er springt über Stromschnellen und klettert Wasserfälle hinauf. Der Schutz- und Nahrungsinstinkt wird völlig gehemmt, alles wird der Aufgabe der Fortpflanzung untergeordnet.

Die Beziehungen der Fische in einem Schwarm offenbaren eine gewisse Hierarchie der Unterordnung unter den Anführer, die verschiedene Formen annehmen kann. So beobachten sie Beobachtungen eines Malabar-Zebrafischschwarms, bei dem der Anführer fast horizontal schwimmt, was ihm ermöglicht, als Erster ein auf die Wasseroberfläche gefallenes Insekt zu sehen und zu greifen. Die restlichen Fische sind nach Rang verteilt und schwimmen mit einer Neigung von 20 bis 45°. Die von ihnen abgesonderten Pheromone spielen eine wichtige Rolle im Verhalten von Fischen. Wenn beispielsweise die Haut eines Gründlings beschädigt wird, gelangen Toribonen – chemische Alarmsignale – ins Wasser. Es reichte aus, solches Wasser in ein Aquarium mit Elritzen zu tropfen, damit diese wegliefen.

Konditionierte Reflexe auf Schallreize. Aquarienliebhaber wissen gut, wie man den Fischen beibringen kann, sich an der Wasseroberfläche zu versammeln, wenn sie durch Klopfen an die Wand signalisiert werden, wenn man dieses Klopfen vor jeder Fütterung übt. Offenbar bestimmte ein ähnlich konditionierter Nahrungsreflex das Verhalten der berühmten Fische des Klosterteichs in Krems (Österreich), die die Aufmerksamkeit von Touristen dadurch erregten, dass sie beim Klang einer Glocke ans Ufer schwammen. Forscher, die das Gehör bei Fischen leugnen, behaupten, dass Fische nur dann schwammen, wenn sie eine Person zum Teich kommen sahen oder wenn ihre Schritte den Boden beben ließen. Dies schließt jedoch die Beteiligung von Schall als Bestandteil eines komplexen Reizes nicht aus.

Die Frage des Gehörs von Fischen ist seit langem umstritten, zumal Fische weder eine Cochlea noch die Hauptmembran des Corti-Organs besitzen. Es wurde nur durch die objektive Methode der bedingten Reflexe positiv gelöst (Yu. Frolov, 1925).

Die Experimente wurden an Süßwasserfischen (Karausche, Kaulbarsch) und Meeresfischen (Kabeljau, Schellfisch, Grundel) durchgeführt. In einem kleinen Aquarium schwammen die Testfische an einer Leine, die an einer Luftübertragungskapsel befestigt war. Derselbe Faden wurde verwendet, um den Körper des Fisches mit elektrischem Strom zu versorgen; der zweite Pol war eine auf dem Boden liegende Metallplatte. Die Tonquelle war ein Telefonhörer. Nach 30–40 Kombinationen von Geräuschen mit Elektroschocks bildete sich ein auditiv bedingter Schutzreflex aus. Als das Telefon eingeschaltet wurde, tauchte der Fisch ab, ohne einen Stromschlag zu erwarten.

Auf diese Weise war es auch möglich, bedingte Reflexe auf verschiedene Arten von Wasserschwingungen und andere Signale, wie zum Beispiel Licht, zu entwickeln.

Die durch die Verstärkung mit elektrischem Strom entwickelten Abwehrreflexe erwiesen sich als sehr stark. Sie hielten lange an und waren schwer zu löschen. Gleichzeitig war es nicht möglich, Reflexe auf Signalspuren zu entwickeln. Wenn der Beginn der bedingungslosen Verstärkung mindestens 1 s hinter dem Ende des bedingten Signals zurückblieb, wurde der Reflex nicht gebildet. Sie entdeckten auch, dass die Entwicklung eines konditionierten Reflexes die Bildung nachfolgender Reflexe erleichterte. Anhand der Ergebnisse dieser Experimente kann man eine gewisse Trägheit und Schwäche temporärer Verbindungen beurteilen, die jedoch trainierbar sind.

Es ist nicht schwer, beim Goldfisch Orpha einen konditionierten Futterreflex zu entwickeln, der das Tonsignal begleitet, indem man einen Beutel mit gehackten Würmern in das Aquarium senkt. Beim Fisch Umbra limi Es bildete sich nicht nur ein ähnlicher konditionierter positiver Reflex auf einen Ton von 288 Schwingungen/s aus, sondern es entwickelte sich auch eine Differenzierung eines Tons von 426 Schwingungen/s, die stattdessen mit der Präsentation eines mit Kampferalkohol befeuchteten Klumpens Filterpapier einherging Essen.

Um die Beteiligung des Sehens vollständig auszuschließen, wurden schallbedingte Reflexe an zuvor geblendeten Zwergwelsen, Elritzen und Schmerlen entwickelt. Mit dieser Methode wurde die Obergrenze der Hörbarkeit von Geräuschen ermittelt, die beim Wels bei etwa 12.000 Schwingungen/s, bei der Elritze bei etwa 6.000 und bei der Schmerle bei etwa 2.500 lag. Bei der Bestimmung der Untergrenze für die Hörbarkeit von Geräuschen Es stellte sich heraus, dass Fische sehr langsame (2–5 Vibrationen/s) und sogar einzelne Vibrationen des Wassers wahrnehmen, die für das menschliche Ohr keine Geräusche sind. Diese langsamen Schwankungen können zu konditionierten Reizen des Nahrungsreflexes gemacht und deren Differenzierung entwickelt werden. Die Durchtrennung der Nerven des Seitenlinienorgans zerstört die Reflexe auf tiefe Töne, die untere Hörgrenze steigt auf 25 Hz. Folglich ist das Seitenlinienorgan ein einzigartiges Organ des Infraschallhörens bei Fischen.

Hinter In letzter Zeit Es wurden Informationen über die Geräusche von Fischen gesammelt. Es ist seit langem bekannt, dass malaiische Fischer ins Wasser tauchen, um zu hören, wo sich ein Fischschwarm befindet. Die „Stimmen“ der Fische werden auf einem Tonbandgerät aufgezeichnet. Es stellte sich heraus, dass sie unterschiedlich waren verschiedene Arten Fisch, höher bei Jungfischen und niedriger bei Erwachsenen. Unter unseren Schwarzmeerfischen erwies sich der Croaker als der lauteste. Bemerkenswert ist, dass sich beim Croaker nach 3–5 Kombinationen ein konditionierter Schallreflex ausbildet, d.h. schneller als andere untersuchte Fische, zum Beispiel Karausche, die 9–15 Kombinationen erforderte. Allerdings entwickelt der Croaker konditionierte Reflexe schlechter als Reaktion auf Lichtsignale (nach 6–18 Kombinationen).

Konditionierte Reflexe auf Lichtreize. Beim Training von Fischen wurden verschiedene konditionierte Reflexe entwickelt, die auf Nahrungsverstärkung basieren, um deren Sehvermögen zu untersuchen. So wurde in Experimenten mit Elritzen festgestellt, dass sie Lichtreize gut anhand der Helligkeit differenzieren und zwischen verschiedenen Grautönen unterscheiden können; Fische konnten auch zwischen schraffierten Figuren unterscheiden. Darüber hinaus erlangte die vertikale Schraffur schneller einen Signalwert als die horizontale Schraffur . Experimente mit Barschen, Elritzen und Elritzen haben gezeigt, dass Fische eine Differenzierung anhand der Form von Figuren wie Dreieck und Quadrat, Kreis und Oval entwickeln können. Es stellte sich auch heraus, dass Fische durch visuelle Kontraste gekennzeichnet sind, die induktive Phänomene in den Gehirnteilen der Analysatoren widerspiegeln.

Wenn Sie Makropoden mit Larven roter Chironomiden füttern, greifen die Fische bald die Wand des Aquariums an, wenn rote Wollklumpen in der Größe der Larven an der Außenseite des Glases kleben. Die Mikropoden reagierten nicht auf gleich große grüne und weiße Klumpen. Wenn Sie den Fisch mit Pellets aus Weißbrotkrumen füttern, fangen sie an, die weißen Wollknäuel zu schnappen, die in Sicht kommen.

Es wird beschrieben, dass eines Tages einem Korallenräuber eine rot bemalte Silberschale zusammen mit einem Quallententakel gegeben wurde. Der Raubfisch packte zunächst die Beute, ließ sie aber, nachdem er von den Brennkapseln verbrannt worden war, sofort wieder los. Danach aß sie 20 Tage lang keinen roten Fisch.

Besonders viel Forschung wurde durchgeführt, um die Seheigenschaften von Karpfen zu untersuchen. So wurde in Experimenten zur Entwicklung abwehrbedingter Reflexe auf die Darstellung von Linien als Signale gezeigt, dass Fische diese anhand des Neigungswinkels unterscheiden können. Basierend auf diesen und anderen Experimenten wurden Vorschläge zu einem möglichen Mechanismus der visuellen Analyse bei Fischen mithilfe von Detektorneuronen gemacht. Die hohe Entwicklung der visuellen Wahrnehmung von Karpfen zeigt sich in ihrer Fähigkeit, die Farbe eines Objekts auch bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen zu unterscheiden. Diese Eigenschaft der Wahrnehmungskonstanz zeigte sich auch beim Karpfen in Bezug auf die Form eines Gegenstandes, dessen Reaktion trotz seiner räumlichen Veränderungen eindeutig blieb.

Konditionierte Geruchs-, Geschmacks- und Temperaturreflexe. Fische können bedingte Geruchs- und Geschmacksreflexe entwickeln. Nachdem die Elritze einige Zeit mit nach Moschus riechendem Fleisch gefüttert worden war, begann sie mit einer typischen Suchreaktion auf den zuvor gleichgültigen Moschusgeruch zu reagieren. Das olfaktorische Signal könnte der Geruch von Skatol oder Cumarin sein. Der Signalgeruch wurde von jenen unterschieden, die nicht durch die Fütterung verstärkt wurden. Der Geruch von Schleim, der ihren Körper bedeckt, kann für Elritzen leicht zu einem positiven Signal werden. Möglicherweise erklärt dieser natürliche Reflex einen Teil des Herdenverhaltens dieser Fische.

Wenn an Elritzen verfütterte Regenwürmer in einer Zuckerlösung vorgeweicht werden, greifen die Fische nach 12–14 Tagen die im Aquarium befindliche Watte mit der Zuckerlösung an. Andere süße Substanzen, darunter Saccharin und Glycerin, lösten die gleiche Reaktion aus. Sie können konditionierte Geschmacksreflexe für bitter, salzig und sauer entwickeln. Es stellte sich heraus, dass die Reizschwelle durch Bitteres bei der Elritze höher und durch Süßes niedriger war als beim Menschen. Diese Reflexe hingen nicht von Geruchssignalen ab, da sie auch nach der Entfernung der Riechlappen des Gehirns bestehen blieben.

Es werden Beobachtungen beschrieben, die zeigen, dass die Entwicklung von Chemorezeptoren bei Fischen mit der Suche und Erkennung von Nahrung zusammenhängt. Karpfen können instrumentell bedingte Reflexe entwickeln, um den Salzgehalt oder Säuregehalt des Wassers zu regulieren. In diesem Fall führte die motorische Reaktion zur Zugabe von Lösungen einer bestimmten Konzentration. Bei Fisch Poecilia reticulata Peters entwickelte konditionierte Nahrungsreflexe auf den Geschmack von Beta-Phenylethanol mit Differenzierung zu Cumarin.

Es gibt überzeugende Beweise dafür, dass Lachse, wenn sie sich der Flussmündung nähern, in der sie geboren wurden, ihren Geruchssinn nutzen, um ihren „heimischen“ Laichplatz zu finden. Die hohe selektive Empfindlichkeit ihrer Chemorezeption wird durch die Ergebnisse eines elektrophysiologischen Experiments belegt, bei dem Impulse im Riechkolben nur dann aufgezeichnet wurden, wenn Wasser aus dem „heimischen“ Laichgebiet durch die Nasenlöcher der Fische geleitet wurde, und fehlten, wenn das Wasser vorhanden war war von einem „fremden“. Es ist bekannt, Forellen als Testobjekt zur Beurteilung der Reinheit von Wasser nach Aufbereitungsanlagen zu verwenden.

Sie können die Temperatur des Wassers, in dem der Fisch schwimmt, zu einem konditionierten Futtersignal machen. Gleichzeitig konnte eine Differenzierung der Temperaturreize mit einer Genauigkeit von 0,4 °C erreicht werden. Es gibt Grund zu der Annahme, dass natürliche Temperatursignale eine große Rolle im Sexualverhalten von Fischen spielen, insbesondere bei Laichwanderungen.

Komplexe Reflexe bei der Nahrungsbeschaffung. Um die Indikatoren der konditionierten Reflexaktivität verschiedener Tierarten besser vergleichen zu können, werden natürliche Bewegungen zur Nahrungsbeschaffung herangezogen. Eine solche Bewegung für Fische besteht darin, eine an einem Faden hängende Perle zu greifen. Die ersten zufälligen Griffe werden durch Nahrung verstärkt und mit einem akustischen oder visuellen Signal kombiniert, woraufhin ein konditionierter Reflex entsteht. Ein solcher bedingter Sehreflex wurde beispielsweise bei Karauschen über 30–40 Kombinationen gebildet und verstärkt. Außerdem wurden eine Farbdifferenzierung und eine konditionierte Bremse entwickelt. Wiederholte Veränderungen der Signalbedeutung positiver und negativer Reize erwiesen sich für Fische jedoch als äußerst schwierige Aufgabe und führten sogar zu Störungen der konditionierten Reflexaktivität.

Studien zum Verhalten von Fischen in Labyrinthen haben gezeigt, dass sie eine Reaktion entwickeln können, um genau den richtigen Weg zu wählen.

Ja, dunkelliebende Fische Tundulus Nach 12–16 Versuchen an zwei Tagen begann sie, durch die Öffnungen der Fliegengitter zu schwimmen, ohne in Sackgassen zu geraten, direkt in die Ecke, wo das Essen wartete. In ähnlichen Experimenten mit Goldfischen verringerte sich die Zeit, die benötigt wurde, um über 36 Versuche einen Weg aus dem Labyrinth zu finden, von 105 auf 5 Minuten. Nach einer zweiwöchigen Arbeitspause veränderte sich die erworbene Fähigkeit nur geringfügig. Mit komplexeren Labyrinthen, wie sie beispielsweise für Ratten verwendet werden, kamen die Fische jedoch trotz Hunderter Versuche nicht zurecht.

Raubfische können eine bedingte Reflexunterdrückung des Jagdinstinkts entwickeln.

Wenn Sie einen Karausche hinter einer Glastrennwand in einem Aquarium mit einem Hecht platzieren, stürzt sich der Hecht sofort auf ihn. Nachdem er jedoch mehrmals mit dem Kopf gegen das Glas geschlagen hat, hören die Angriffe auf. Nach einigen Tagen versucht der Hecht nicht mehr, die Karausche zu fangen. Der natürliche Nahrungsreflex ist vollständig ausgelöscht. Dann wird die Trennwand entfernt und die Karausche kann neben dem Hecht schwimmen. Ein ähnliches Experiment wurde mit Raubbarschen und Elritzen durchgeführt. Raubtiere und ihre übliche Beute lebten friedlich zusammen.

Ein weiteres Beispiel für eine bedingte Reflextransformation instinktiven Verhaltens zeigte ein Experiment mit Buntbarschen, deren Eier beim ersten Laichen durch Eier einer fremden Art ersetzt wurden. Als die Jungfische schlüpften, begannen die Fische, sich um sie zu kümmern und sie zu beschützen, und als sie beim nächsten Laichen Jungfische ihrer eigenen Art schlüpften, vertrieben sie sie als Fremde. Somit erwiesen sich die entwickelten bedingten Reflexe als sehr konservativ. Basierend auf der Verstärkung durch Nahrung und Abwehrreaktionen entwickelten Fische verschiedene motorisch bedingte Reflexe. Zum Beispiel wurde einem Goldfisch beigebracht, durch einen Ring zu schwimmen und „tote Schleifen“ zu machen; ein brillanter Kampffisch, der es gewohnt war, durch ein Loch in einem Hindernis zu gehen, begann hineinzuspringen, selbst wenn er über das Wasser gehoben wurde.

Das Verhalten von Fischen, ihre unbedingten und bedingten Reflexe werden maßgeblich von den Umweltfaktoren des Lebensraums bestimmt, was die Entwicklung des Nervensystems und die Ausbildung seiner Eigenschaften prägt.

Entwicklung bedingter Abwehrreflexe bei Jungfischen. Die Regulierung der Flussflüsse, der Bau von Staudämmen und Rekultivierungssystemen erschweren mehr oder weniger den Weg der Fische zu natürlichen Laichplätzen. Daher immer mehr wirtschaftliche Bedeutung erwirbt künstliche Fischzucht.

Jedes Jahr werden Milliarden von Jungfischen, die in Fischbrutstätten gezüchtet werden, in Seen, Flüsse und Meere entlassen. Aber nicht Großer Teil Sie überleben bis zum Fischfangalter. Unter künstlichen Bedingungen aufgezogen, erweisen sie sich oft als schlecht an das Leben in der Wildnis angepasst. Insbesondere Jungfische, die keine Lebenserfahrung in der Entwicklung von Abwehrreaktionen haben, werden leicht zur Beute von Raubfischen, denen sie nicht einmal zu entkommen versuchen. Um die Überlebensrate der von Fischbrutstationen freigelassenen Jungfische zu erhöhen, wurden Experimente durchgeführt, um in ihnen künstlich schützende, konditionierte Reflexe auf die Annäherung von Raubfischen zu entwickeln.

In Vorversuchen wurden die Eigenschaften der Ausbildung solcher Reflexe auf visuelle, akustische und Vibrationssignale untersucht. Legt man metallisch glänzende Platten in der Form des Körpers eines räuberischen Bienenfressers zwischen die Rotaugenbrut und lässt eine Strömung durch diese Platten fließen, dann beginnen die Jungfische, diese Figuren auch ohne Strömung zu meiden. Der Reflex entwickelt sich sehr schnell (Abb. 84).

Reis. 84. Entwicklung eines konditionierten Abwehrreflexes bei Rotaugenbrut, um 1 Stunde lang wie ein Raubfischmodell auszusehen (nach G.V. Popov):

1 - 35 Tage alte Jungfische, 2 - 55 Tage

Um zu beurteilen, wie sehr die Entwicklung künstlicher Abwehrreflexe die Überlebensrate von Jungtieren erhöhen kann, verglichen wir die Häufigkeit, mit der das Raubtier trainierte Jungfische mit solchen verzehrte, die kein solches Training erhalten hatten.

Zu diesem Zweck wurden im Teich Käfige aufgestellt. In jeden Käfig wurden ein Raubfisch, ein Döbel und eine genau abgezählte Anzahl Fischbrut gesetzt. Nach ein bis zwei Tagen zählten wir, wie viele Jungfische noch am Leben waren und wie viele vom Raubtier gefressen wurden. Es stellte sich heraus, dass von den Jungfischen, die keine Abwehrreflexe entwickelten, fast die Hälfte innerhalb des ersten Tages starb. Bemerkenswert ist, dass der zweite Tag diesbezüglich praktisch kaum etwas bringt. Man könnte meinen, dass es den überlebenden Jungfischen gelingt, natürliche, konditionierte Abwehrreflexe zu entwickeln und der Verfolgung durch ein Raubtier erfolgreich zu entkommen. Wenn sie nach einer solchen natürlichen Vorbereitung in spezielle Experimente mitgenommen werden, stellt sich heraus, dass der Prozentsatz der Todesfälle entweder relativ gering oder sogar Null ist.

Jungfische mit künstlich entwickelten konditionierten Abwehrreflexen sowohl beim Anblick der Figur eines Raubfisches als auch gegenüber dem Zittern des Wassers, das seine Bewegungen simulierte, litten am wenigsten unter dem Döbel. In den meisten Experimenten gelang es dem Raubtier nicht einmal innerhalb von zwei Tagen, eines davon zu fangen.

Eine einfache Technik, die kürzlich entwickelt wurde, um kommerziellen Fischbrut während ihrer Aufzucht Schutzreflexe zu vermitteln, kann erhebliche praktische Vorteile für die Fischzucht bringen.

Aus dem Buch Reaktionen und Verhalten von Hunden unter extremen Bedingungen Autor Gerd Maria Alexandrowna

Höhere Nervenaktivität 20–25 Tage vor Versuchsbeginn wurde versucht, die Hauptmerkmale der Nervenprozesse jedes Versuchshundes zu charakterisieren, wofür Untersuchungen anhand der auf S. 16 ausführlich beschriebenen Tests durchgeführt wurden. 90 dieses Buches. Aufgrund

Aus dem Buch Grundlagen der Physiologie höherer Nervenaktivität Autor Kogan Alexander Borisovich

Kapitel 7 ANALYTISCH-SYNTHETISCHE AKTIVITÄT DES GEHIRNS Alle höhere Nervenaktivität besteht aus der kontinuierlichen Analyse – der Aufteilung der Reize aus der Umwelt in ihre immer einfacheren Elemente und der Synthese – der umgekehrten Verschmelzung dieser Elemente zu einer ganzheitlichen Wahrnehmung

Aus dem Buch A Brief History of Biology [From Alchemy to Genetics] von Isaac Asimov

Aus dem Buch Homöopathische Behandlung von Katzen und Hunden von Hamilton Don

Kapitel 13 HÖHERE NERVENAKTIVITÄT VON AMPHIBIDEN, REPTILIEN UND VÖGELN Moderne Nachkommen der ersten Landbewohner haben in ihrer Organisation und ihrem Verhalten viele Spuren des Zusammenbruchs bewahrt, der mit der Entstehung der Tiere einherging Wasserelement. Dies kann man zum Beispiel erkennen, wenn

Aus dem Buch Biologie [Komplettes Nachschlagewerk zur Vorbereitung auf das Einheitliche Staatsexamen] Autor Lerner Georgy Isaakovich

Kapitel 14 Höhere Nervenaktivität von Nagetieren und Huftieren Nach dem katastrophalen Ende der Ära der kaltblütigen Riesen, die sich nicht an neue Lebensbedingungen anpassen konnten, nahmen warmblütige Säugetiere eine dominierende Stellung in der Tierwelt ein. Hohes Niveau Austausch

Aus dem Buch Grundlagen der Psychophysiologie Autor Alexandrow Juri

Kapitel 15 HÖHERE NERVENAKTIVITÄT VON RÄUBERN Im Leben von Raubtieren zeigt sich die adaptive Bedeutung höherer Nervenaktivität besonders deutlich im erbitterten Kampf ums Dasein. Neben der kontinuierlichen Entwicklung neuer konditionierter Schutzreflexe vor stärkeren Feinden,

Aus dem Buch Embryos, Genes and Evolution von Raff Rudolf A

Kapitel 16 HÖHERE NERVENAKTIVITÄT VON AFFEN Die Untersuchung der höheren Nervenaktivität von Affen ist aus zwei Gründen von besonderem Interesse. Erstens sind Affen die geistig am höchsten entwickelten Tiere und zweitens sind sie die engsten Vertreter des Menschen

Aus dem Buch „Der Ursprung des Gehirns“. Autor Savelyev Sergey Vyacheslavovich

Kapitel 17 DIE HÖCHSTE NERVENAKTIVITÄT DES MENSCHLICHEN Lebens zeigt bei jedem Schritt die unermessliche Überlegenheit des menschlichen Geistes gegenüber den primitiven Denkfähigkeiten von Tieren. Als Grund dafür dient seit langem die enorme Kluft zwischen dem Seelenleben von Mensch und Tier

Aus dem Buch des Autors

Kapitel 10 Hypnose des Nervensystems Eine weitere Art von Krankheit, die nicht unter Pasteurs Theorie fällt, sind Erkrankungen des Nervensystems. Solche Krankheiten verwirren und verängstigen die Menschheit seit jeher. Hippokrates näherte sich ihnen rational, aber meistens

Aus dem Buch des Autors

Kapitel XIII Funktionen des Nervensystems Das Nervensystem von Lebewesen hat zwei Hauptfunktionen. Die erste ist die Sinneswahrnehmung, durch die wir wahrnehmen und begreifen die Umwelt. Entlang der zentripetalen Sinnesnerven werden Impulse von allen fünf Organen übertragen

Aus dem Buch des Autors

Aus dem Buch des Autors

§ 25. Theorien zur Entstehung von Akkordaten Zur Entstehung von Akkordaten gibt es mehrere Standpunkte, die sich sowohl in den Lösungsansätzen des Problems als auch in den als Vertretern der Ahnengruppen ausgewählten Tieren unterscheiden. Die bekanntesten Hypothesen zur Entstehung von Akkordaten

Aus dem Buch des Autors

§ 26. Der Ursprung des Nervensystems von Akkordaten Die am häufigsten diskutierten Ursprungshypothesen können das Auftreten eines der Hauptmerkmale von Akkordaten nicht erklären – das tubuläre Nervensystem, das sich auf der Rückseite des Körpers befindet. Ich möchte verwenden

Verhaltenshandlungen, die passive und aktive Migrationen fördern. Alle Fische zeichnen sich durch einen Nahrungsbeschaffungsinstinkt aus, der sich jedoch in sehr unterschiedlichen Verhaltensweisen äußern kann. Der Besitztrieb, der sich im Schutz von Territorien und Schutzräumen, der Verteidigung des alleinigen Rechts auf einen Sexualpartner ausdrückt, ist nicht bei allen Arten bekannt, der Sexualtrieb ist bei allen vorhanden, aber sein Ausdruck ist sehr unterschiedlich.

Komplexe einfacher Verhaltenshandlungen, die eine bestimmte Reihenfolge und Zweckmäßigkeit haben, werden manchmal als dynamische Stereotypen bezeichnet – zum Beispiel eine bestimmte Reihe von Handlungen beim Erhalten einer diskreten Portion Nahrung, beim Verlassen in einem Tierheim, beim Bau eines Nestes, bei der Pflege geschützter Eier. Das dynamische Stereotyp vereint auch angeborene und erworbene Verhaltensformen.

Erworbene Verhaltensweisen sind das Ergebnis der Anpassung des Organismus an veränderte Umweltbedingungen. Sie ermöglichen Ihnen den Erwerb sinnvoller und zeitsparender Standardreaktionen. Darüber hinaus sind sie labil, das heißt, sie können unnötigerweise verändert werden oder verloren gehen.

Verschiedene Fischarten weisen eine unterschiedliche Komplexität und Entwicklung des Nervensystems auf, daher sind die Mechanismen zur Bildung erworbener Verhaltensformen bei ihnen unterschiedlich. Beispielsweise entwickeln sich erworbene Reaktionen bei Neunaugen, obwohl sie durch 3–10 Kombinationen von konditionierten und unbedingten Reizen gebildet werden, nicht mit einem zeitlichen Abstand dazwischen. Das heißt, sie basieren auf einer anhaltenden Sensibilisierung von Rezeptor- und Nervenformationen und nicht auf der Bildung von Verbindungen zwischen den Zentren konditionierter und unbedingter Reize.

Das Lernen bei Elasmobranchen und Teleosten basiert auf echten konditionierten Reflexen. Die Entwicklungsrate einfacher bedingter Reflexe ist bei Fischen ungefähr die gleiche wie bei anderen Wirbeltieren – von 3 bis 30 Kombinationen. Aber nicht jeder Reflex kann entwickelt werden. Am besten untersucht sind Nahrungs- und Abwehrreflexe. Abwehrreflexe werden unter Laborbedingungen in der Regel in Shuttle-Kammern untersucht – rechteckigen Aquarien mit einer unvollständigen Trennwand, die den Übergang von einer Kammerhälfte zur anderen ermöglicht. Wird am häufigsten als konditionierter Reiz verwendet die Glühbirne oder eine Schallquelle einer bestimmten Frequenz. Als unbedingter Reiz wird üblicherweise elektrischer Strom aus einem Netz oder einer Batterie mit einer Spannung von 1-30 Volt verwendet, der über flache Elektroden zugeführt wird. Der Strom wird abgeschaltet, sobald der Fisch in ein anderes Abteil wechselt, und wenn der Fisch das Abteil nicht verlässt, dann nach einer bestimmten Zeit – zum Beispiel nach 30 Sekunden. Die Anzahl der Kombinationen wird ermittelt, wenn der Fisch die Aufgabe in 50 und 100 % der Fälle ausreichend erfüllt große Zahl Ex-Experimente. Fressreflexe werden normalerweise als Reaktion auf eine Aktion des Fisches entwickelt, indem er ihn mit einer Portion Futter belohnt. Der konditionierte Reiz ist das Anzünden eines Lichts, das Erzeugen eines Tons, das Erscheinen eines Bildes usw. In diesem Fall muss sich der Fisch dem Futterautomaten nähern, den Hebel drücken, an der Perle ziehen usw.

Es ist einfacher, einen „ökologisch angemessenen“ Reflex zu entwickeln, als einen Fisch zu etwas Ungewöhnlichem zu zwingen. Beispielsweise ist es einfacher, einen Ohrenbarsch als Reaktion auf einen konditionierten Reiz dazu zu zwingen, mit dem Maul ein Rohr zu greifen, aus dem Futterpaste herausgedrückt wird, als einen Schwimmer von unten zu werfen. Es ist leicht, bei einer Schmerle eine Reaktion zu entwickeln, sich in ein anderes Kompartiment zu bewegen, aber es ist nicht möglich, sie zu einer Bewegung zu zwingen, während ein konditionierter und sogar unbedingter Reiz wirksam ist – eine solche Bewegung ist für diese Art, die charakterisiert wird, nicht charakteristisch indem man sich nach einem Idioten versteckt. Anhaltende Versuche, die Schmerle dazu zu zwingen, sich ständig entlang des Ringkanals zu bewegen, führen dazu, dass sie sich nicht mehr bewegt und nur noch vor Elektroschocks zittert.

Es sollte gesagt werden, dass die „Fähigkeiten“ von Fischen sehr unterschiedlich sind. Was bei manchen Instanzen funktioniert, schlägt bei anderen fehl. A. Zhuikov untersuchte die Entwicklung von Abwehrreflexen bei jungen Lachsen, die in einer Fischbrutstätte gezüchtet wurden, und teilte die Fische in vier Gruppen ein. Einige Fische schafften es nach 150 Versuchen überhaupt nicht, einen motorischen Abwehrreflex zu entwickeln, ein anderer Teil entwickelte den Reflex sehr schnell, die dritte und vierte Gruppe von Versuchsfischen erlangte die Fähigkeit, Stromschlägen mit einer mittleren Anzahl von Lampenzündungen genau auszuweichen. Studien haben gezeigt, dass Fische, die leicht lernen, Raubtieren viel besser ausweichen können, während Fische, die schlecht lernen, dem Untergang geweiht sind. Nach der Freilassung der Lachsküken aus der Brutstätte und nach einer Zeitspanne, die ausreicht, um sich einer strengen Selektion im Zusammenleben mit Raubtieren (Fischen und Vögeln) zu unterziehen, stellt sich heraus, dass die Lernfähigkeit der Überlebenden viel höher ist als die des ursprünglichen Materials, da die „Unfähige“ werden zur Nahrung für Raubtiere.

Die einfachste Form des Lernens ist die Gewöhnung an einen indifferenten Reiz. Kommt es bei der ersten Demonstration eines beängstigenden Reizes, beispielsweise beim Auftreffen auf das Wasser oder die Wand eines Aquariums, zu einer Abwehrreaktion, so schwächt sich die Reaktion darauf bei wiederholter Wiederholung allmählich ab und hört schließlich ganz auf. Fische gewöhnen sich an eine Vielzahl von Reizen. Sie gewöhnen sich daran, unter Bedingungen von Industrielärm, periodischen Änderungen des Wasserstands und Sichtkontakt mit einem durch Glas eingezäunten Raubtier zu leben. Ebenso kann ein entwickelter konditionierter Reflex gehemmt werden. Wenn ein konditionierter Reiz wiederholt präsentiert wird, ohne dass er durch einen unbedingten verstärkt wird, verschwindet der konditionierte Reflex, aber nach einiger Zeit ist die „Täuschung“ vergessen und der Reflex kann spontan wieder auftreten.

Bei der Entwicklung konditionierter Reflexe bei Fischen können Summations- und Differenzierungsphänomene auftreten. Ein Beispiel für die Summierung sind zahlreiche Experimente, bei denen sich ein für eine Tonfrequenz oder eine Farbe einer Lichtquelle entwickelter Reflex manifestierte, wenn andere Tonfrequenzen oder Farben präsentiert wurden. Differenzierung findet statt, wenn eine Auflösungsfähigkeit der Rezeptororgane bei Fischen vorhanden ist: Wenn bei einer Frequenz Nahrungsverstärkung und bei einer anderen Schmerz verabreicht wird, dann kommt es zur Differenzierung. Fische schaffen es, Reflexe zweiter Ordnung zu entwickeln, das heißt, eine Verstärkung erfolgt nach dem Einschalten der Lichtquelle nur, wenn ihr ein Schallreiz vorausgeht. Die Reaktion wird in diesem Fall direkt auf den Ton beobachtet, ohne auf Licht zu warten. Bei der Entwicklung von Kettenreflexen sind Fische höheren Tieren unterlegen. Beispielsweise kann man bei Kindern Reflexe bis zur sechsten Ordnung beobachten.

KONDITIONIERTE REFLEXAKTIVITÄT VON FISCHEN

Im Laufe der Evolution haben Tiere einen speziellen Mechanismus entwickelt, der es ermöglicht, nicht nur auf bedingte Reize, sondern auch auf eine Vielzahl indifferenter (indifferenter) Reize zu reagieren. Zeitliche Übereinstimmung mit unbedingten Reizen. Dank dieses Mechanismus signalisiert das Auftreten indifferenter Reize die Annäherung jener Wirkstoffe, die von biologischer Bedeutung sind. Die Verbindungen des Tieres zur Außenwelt nehmen zu. Das Tier erhält die Möglichkeit, sich besser an die Bedingungen anzupassen Außenumgebung. Daher sind konditionierte Reflexe lebensnotwendig.

I. P. Pavlov wies darauf hin, dass es bei der Bildung eines bedingten Reflexes in der Großhirnrinde zu einem Verschluss der Nervenverbindung zwischen den angeregten Zentren des bedingten und unbedingten Reizes kommt.

Die Großhirnrinde höherer Wirbeltiere (Neopalhum), die im Zuge der Phylogenie aus dem Vorderhirn entsteht und für die Bildung konditionierter Verbindungen von außerordentlicher Bedeutung ist, fehlt bei Fischen noch. Es ist erwiesen, dass das Mittelhirn und das Zwischenhirn eine wichtige Rolle bei der Ausbildung bedingter Reflexe spielen. In diesem Zusammenhang wurde die Fähigkeit von Fischen zur konditionierten Reflexaktivität durch zahlreiche Studien verschiedener Autoren nachgewiesen. Die Experimente von Frolov (1925, 1928, 1938, 1941), Bull (1936) sowie Frisch und anderen zeigten, dass a (z. B. Schleie, Elritze, Flunder, Kaulbarsch, Grundel, Kabeljau usw.) sind in der Lage, auf eine Vielzahl von Reizen konditionierte Reflexe zu entwickeln (oder, in der Terminologie deutscher Autoren, „zu trainieren“).

Gleichzeitig ist anzumerken, dass nur in den Werken von Frolov eine eingehende Analyse der spezifischen Merkmale der bedingten Reflexaktivität von Fischen auf der Grundlage der von I. P. Pavlov entdeckten Muster erfolgte;

Bei der Untersuchung von Fischen wird der Entwicklung des Begriffs „Reflex“ große Aufmerksamkeit geschenkt, erstmals wird der Begriff „bedingter Reflex“ definiert. Es ist wichtig, dass die Schüler davon überzeugt werden, dass Fische vielfältige Reflexe entwickeln und dass diese selbst entwickelt werden können.

Zu den zugänglichsten gehören Experimente zur Entwicklung konditionierter Nahrungsreflexe auf Geräusche, Licht und andere Reize. Relativ schnell (in ein bis zwei Wochen) können Sie den Fischen beibringen, zu einem bestimmten Futterplatz zu schwimmen, indem sie auf Signale wie das Klopfen mit einem Metallgegenstand (Schlüssel, Büroklammer, Münze) auf die Glasscheibe des Aquariums oder das Einschalten reagieren eine Taschenlampen-Glühbirne.

Während des Unterrichts kann der Lehrer bei der Einführung in das Nervensystem und das Verhalten von Fischen Schüler, die zu Hause Aquarien haben, bitten, zu sagen, welche bedingten Reflexe die gehaltenen Fische selbst entwickelt haben und unter welchen Bedingungen sie sich hätten entwickeln können. Als nächstes können mehrere Schüler gebeten werden, einen konditionierten Reflex zu entwickeln, um zu klingen und zu sagen, wie diese Arbeit erledigt werden soll.

Ausrüstung und Einrichtungen. Ein Aquarium mit mehreren Fischen der gleichen oder unterschiedlichen Art; Taschenlampe; Glühbirnen mit Reflektoren; blaue und rote Farbstoffe.

Durchführung des Experiments. 1. Bevor ein Experiment zur Entwicklung eines konditionierten Schallreflexes durchgeführt wird, müssen die Fische mehrere Tage lang ohne Futter bleiben. Dann sollten Sie vor jeder Fütterung mit einer Münze oder einem anderen Metallgegenstand an die Wand des Aquariums klopfen und ihnen, indem Sie das Verhalten der Fische beobachten, etwas Futter geben. Der Versuch wird täglich durchgeführt. Nachdem die Fische das Futter gefressen haben, erhalten sie durch Klopfen an die Wand des Aquariums eine weitere kleine Portion.

Die Fische sollten am selben Ort gefüttert werden. Die Zeit zwischen der Wirkung des konditionierten Reizes und seiner Verstärkung bei jeder Fütterung sollte schrittweise verlängert werden. Ein bedingter Reflex gilt als entwickelt, wenn sich Fische auf ein Signal hin an der Futterstelle versammeln, wenn dort kein Futter vorhanden ist.

Die Studierenden sollten wissen, dass die entwickelte Reaktion auf einen konditionierten Reiz nur dann erhalten bleibt, wenn sie durch Nahrung oder einen anderen unbedingten Reiz verstärkt wird.

2. In etwa der gleichen Weise wie als Reaktion auf Schall entsteht ein bedingter Reflex auf Licht. Die Außenwände des Aquariums sind mit einer Glühbirne aus einer Taschenlampe verstärkt. Um zu verhindern, dass sich das Licht in alle Richtungen ausbreitet, können Sie einen kleinen Reflektor herstellen – einen Kegel aus einem auf dickes Papier geklebten Stück Folie. Die Glühbirne ist über Kabel mit der Batterie verbunden.

Vor dem Experiment wurden die Fische 1-2 Tage lang nicht gefüttert. Die Schüler werden gebeten, das Licht anzuschalten, zu beobachten, wie sich die Fische verhalten, und ihnen dann etwas Futter zu geben. Der Versuch wird mehrmals täglich wiederholt. Gleichzeitig wird festgestellt, wie sich das Verhalten der Fische verändert, wie viele Tage später sie unmittelbar nach dem Lichtsignal zum Futterplatz schwimmen.

Sie können das folgende Erlebnis vorschlagen. Ein kleiner Karausche wird in zwei Aquarien oder Gläser mit Wasser und Wasserpflanzen gestellt. Nach dem Klopfen an die Wand des Aquariums wird ein Fisch mit zu Boden fallendem Futter gefüttert (Enchytraea-Würmer, Tubifex, Mückenlarven, kleine oder geschnittene Regenwürmer), der andere wird mit an der Oberfläche schwimmendem Futter (Trockendaphnien, Gammarus, trocken) gefüttert Mückenlarven). Jedes Klopfen an der Wand des Aquariums geht mit einer Fütterung einher.

Im Rahmen des Experiments wird ermittelt, nach wie vielen Tagen (oder noch besser, nach wie vielen Fütterungs- und Signalsitzungen) beim Einsetzen von Karauschen in ein gemeinsames Aquarium einer von ihnen beim Klopfen zu Boden geht, der andere dagegen geh hinauf.

3. Ein interessantes Experiment besteht darin, die Fähigkeit von Fischen zu bestimmen, auf Farben zu reagieren. An der Außenwand des Aquariums sind zwei Glühbirnen mit Reflektoren montiert. Eine der Glühbirnen ist rot vorlackiert, die andere blau. Zunächst entwickeln die Fische einen konditionierten Reflex auf das rote Licht. Dann werden abwechselnd das blaue und das rote Licht eingeschaltet und es wird kein Futter ausgegeben, wenn das blaue Licht eingeschaltet ist. Die Fische reagieren zunächst auf beide Lichter, dann nur noch auf das rote. Wenn das blaue Licht aufleuchtet, wird gebremst.

Während der Experimente können Studierende beobachten, ob sich konditionierte Reflexe bei verschiedenen Fischarten, beispielsweise Guppys oder Schwertträgern, gleich schnell entwickeln.

Schlussfolgerungen. 1. Fische entwickeln konditionierte Reflexe auf verschiedene Geräusche, Licht, Farben und Futterplätze. 2. Konditionierte Reflexe entwickeln sich bei Raubfischen etwas schneller als bei friedlichen Fischen. 3. Geschulte konditionierte Reflexe helfen ihnen, in einer veränderten Umgebung besser zu überleben.

Berichte über die Ergebnisse von Experimenten zur Entwicklung konditionierter Reflexe bei Fischen sind in einer Lektion über das Studium des Nervensystems und des Verhaltens von Fischen zu hören, wenn den Schülern nach Abschluss des Arthropodenstudiums Voraufgaben gestellt wurden. Wenn Schulkinder Interesse an der Durchführung der beschriebenen Experimente zeigten und sie gleichzeitig mit dem Nervensystem und dem Verhalten von Fischen vertraut machten, können die Ergebnisse der Arbeiten zur Entwicklung bedingter Reflexe bei Fischen für einen Unterricht gewonnen werden, in dem das Nervensystem und das Verhalten der Fische untersucht werden Als Vertreter der Amphibien gelten der Frosch.

Fragen. Wie unterscheiden sich bedingte Reflexe von unbedingten Reflexen? Warum entstehen bedingte Reflexe unter der Bedingung der gleichzeitigen Wirkung eines unbedingten Reflexes? Welche Bedeutung hat die Entwicklung konditionierter Reflexe? Welche Bedeutung hat das Aussterben konditionierter Reflexe ohne deren Verstärkung durch unbedingte Reize?

Städtische Einrichtung „Kamenskoje-Abteilung für öffentliche Bildung“

Bezirkswettbewerb Forschungsarbeit

und Projekte für Grundschulkinder „Debut in Science“

Städtische Bildungseinrichtung „Kamenskaya-Sekundarschule Nr. 3“

Klasse 5

Richtung: die Welt um uns herum

FORSCHUNG

Entwicklung bedingter Reflexe in Aquarienfische Ok, Guppy

Leitung: Yatskova Elena Aleksandrovna

Biologielehrer der ersten Qualifikationskategorie

Studentin: Shapovalova Alina Nikolaevna

Kamenka 2013

Inhalt

Einleitung………………………………………………………………………………..3

Kapitel 1. Theoretischer Teil

    1. Die Lehre von I.P. Pavlov über bedingte und unbedingte Reflexe……….4

      Forschung zu Reflexen bei Fischen…………………………………………..5

      Allgemeine Eigenschaften von Aquarienfisch-Guppys………………….8

Kapitel 2. Praktischer Teil

2.1. Entwicklung eines konditionierten Reflexes bei Aquarienfischen

zu rot und blaue Farbe………………………………………………………..10

Fazit………………………………………………………………………………..12

Referenzen……………………………………………………………13

Anwendungen

Einführung

Ein Aquarium ist auf den ersten Blick ein kleines Gefäß mit Wasser zur Haltung von Wassertieren und -pflanzen. (Anhang 1, Abb. 3) In der Praxis ist dies jedoch eine ganze Wissensquelle für junge Forscher. Vor etwas mehr als einem Jahr tauchten in meinem Aquarium 8 Guppys auf, die mir geschenkt wurden. Heute beträgt ihre Zahl mehr als 100 Individuen. Zur üblichen Routine eines Schülers gehört es, jeden Morgen mit dem Wecker aufzuwachen, das Licht anzuschalten und eine ganze Reihe von Vorbereitungen zu treffen. In der Regel begann ich sofort nach dem Einschalten des Lichts mit dem Füttern der Fische. Mit der Zeit bemerkte ich, dass die Fische mit mir aufwachten und nachdem der Wecker klingelte und die Lampe anging, beschäftigten sie sich aktiv mit dem Glas in Erwartung eines köstlichen Frühstücks. Mich interessierte die Frage: Wie lässt sich ein solcher Einfallsreichtum von Lebewesen mit einem kleinen Gehirn erklären, da ihr Fütterungsplan vor mir deutlich anders war? Schadet ein Wechsel des Besitzers und der Futterbedingungen den Aquarienfischen? Es stellte sich heraus, dass dieses Verhalten durch bedingte Reflexe erklärt wird. Also habe ich mich eingestelltZiel :

entwickeln bei Aquarienguppyfischen konditionierte Reflexe auf rote und blaue Farben. Zu diesem Zweck habe ich Folgendes festgelegtAufgaben :

    Studieren Sie die Geschichte der Entdeckung von Reflexen bei Tieren und

    Finden Sie heraus, welche Reflexe es bei Aquarienfischen gibt

Objekt Forschung sind Aquarienfische Guppy.Thema Erforschung der konditionierten Reflexe von Aquarienguppyfischen. Die Prüfung der Forschungsergebnisse erfolgt an heimischen Aquarienfischen, Guppys, in einer Größe von 110 Individuen. Der praktische Wert der Arbeit liegt in der Anwendung der Forschungsergebnisse in der Wildtierecke der Schule, als zusätzliches Material im Biologieunterricht, bei Treffen des Schulumweltteams und anderen außerschulischen Aktivitäten.

Die Arbeit besteht aus einer Einleitung, einem Kapitel eines theoretischen Teils mit 3 Absätzen, einem Kapitel eines praktischen Teils, einem Fazit, einem Literaturverzeichnis und Anwendungen.

Kapitel 1. Theoretischer Teil

    1. Die Lehre von I.P. Pavlov über bedingte und unbedingte Reflexe

Reflex (von lateinisch reflexus – zurückgedreht, reflektiert) ist eine Reaktion des Körpers, die vom Nervensystem als Reaktion auf den Einfluss äußerer oder innerer Reize ausgeführt wird. Die Idee der Reflexe wurde erstmals von R. Descartes vorgebracht, der sie als automatische unwillkürliche Handlungen klassifizierte. I. M. Sechenov bewies, dass „alle Handlungen des bewussten und unbewussten Lebens nach der Ursprungsmethode Reflexe sind.“» Dieses Konzept wurde von I.P. Pavlov entwickelt, der die Lehre von unbedingten und bedingten Reflexen entwickelte.

Pawlow Iwan Petrowitsch (1849 - 1936) – Akademiker, Professor für Physiologie, berühmter russischer Wissenschaftler, Schöpfer der Lehre von den „bedingten Reflexen“. Sein Hauptwerk – „Zwanzig Jahre Erfahrung in der objektiven Untersuchung der höheren Nervenaktivität (Verhalten) von Tieren“ (eine Sammlung von Artikeln, Reden, Berichten) – wurde 1923 veröffentlicht. I. P. Pavlov und seine Schüler gaben erstmals präzise Auskunft experimentelle Bestätigung der theoretischen Ansichten Sechenovs, Vater der russischen Physiologie. Gegenstand von Pawlows direkten Beobachtungen war die Arbeit der Speicheldrüsen bei Hunden. Es ist bekannt, dass ein Hund aufgrund eines angeborenen Reflexmechanismus Speichel absondert, wenn Futter in sein Maul gelangt; Dies ist ein natürlicher oder „unbedingter“ Reflex. Pawlows Experimente ergaben, dass, wenn jedes Mal, wenn ein Hund gefüttert wird, eine elektrische Glühbirne angezündet (oder eine Glocke gegeben) wird, eine gewisse Verbindung zwischen dem Nervenmechanismus des Sehapparats und dem Reflexmechanismus des Speichelflusses hergestellt wird. Als Ergebnis der Wiederholung ähnlicher Experimente führt nur eine Art von Glühbirne allein, ohne zu essen, zu Speichelfluss. Es entsteht eine neue Verbindung, ein neuer Weg im Nervensystem, eine „Gewohnheit“; Dies nennt Pawlow einen „künstlichen“ oder „konditionierten“ Reflex. Unbedingte Reflexe sind angeboren, konstant (Instinkte), bedingte Reflexe sind launisch, vorübergehend, erworben (Erfahrung, Gewohnheit). Biologische Bedeutung Die konditionierte Reflexverbindung ist enorm: Durch die Individualisierung der Reaktionen des Körpers auf äußere Reize verfeinert er seine Orientierung in der Umwelt endlos. Als Pawlow die Ergebnisse seiner einfachen Experimente an Hunden studierte, kam er zu der Idee, dass alle geistigen Aktivitäten nichts anderes als eine Reihe von Reflexen sind, d.h. natürliche Reaktionen auf äußere Reize.

Die Entstehung von Reflexen ist mit dem Auftreten einzelner Nervenzellen verbunden, die über synaptische Kontakte miteinander interagieren. Eine weitere Spezialisierung der Reflexe erfolgt mit der Entstehung und Komplexität des Zentralnervensystems (ZNS). Die biologische Bedeutung von Reflexen besteht darin, die funktionelle Integrität eines lebenden Organismus und die Konstanz seiner inneren Umgebung aufrechtzuerhalten (Homöostase) sowie eine wirksame Interaktion des Organismus mit der äußeren Umgebung sicherzustellen (adaptives Verhalten).

Abschluss . Alle Tiere haben zwei Arten von Reflexen: angeborene (unbedingte) und erworbene (bedingte) Reflexe.

    1. Forschung zu Reflexen bei Fischen

Auf verschiedene sensorisch wahrgenommene Umweltreize reagieren Fische mit einer eher begrenzten Anzahl motorischer Reaktionen: Sie schwimmen auf oder weg, tauchen, greifen mit dem Maul nach Nahrung, weichen Hindernissen aus, die das Schwimmen behindern usw. Der Lichtreiz, Je nach Helligkeit und hochwertiger Zusammensetzung wirkt es unterschiedlich auf die Rezeptoren der Fischaugen und löst einen entsprechenden Nervenimpuls aus, der über die sensorischen Nerven zum Gehirn weitergeleitet wird und von hier aus reflexartig über die motorischen Nerven zur Haut strömt. Pigmentzellen (Chromatophoren), die sich in der Haut von Fischen befinden, verändern sich unter dem Einfluss von Nervenimpulsen durch die Ausdehnung oder Kontraktion von Pigmentkörnern oder deren Bewegungen in den Chromatophoren. Dadurch kommt es zu einer reflektorischen Veränderung der Körperfarbe. In natürlichen Gewässern mit unterschiedlicher Bodenfarbe halten sich Fische instinktiv an Orten auf, die für sie geeignet sind. Wenn sie jedoch gezwungen sind, in eine andere Umgebung zu ziehen (z. B. in ein Gewässer mit einheitlicher Bodenfarbe), ist dies nicht der Fall Sie können sich durch die oben beschriebene reflexartige Veränderung der Hautfarbe an neue Bedingungen anpassen. In beiden Fällen wird das Überleben der Art durch einen subtilen, wie I. P. Pavlov es ausdrückte, „Ausgleich des Organismus mit der Umwelt“ sichergestellt, der durch die Aktivität des Nervensystems erreicht wird. Die Farbe des Bodens unter natürlichen Bedingungen diente den Fischen als Sicherheitssignal, denn nur wenn sie in den Hintergrund fielen, wurden sie für Feinde weniger auffällig und wurden weniger wahrscheinlich von Raubtieren verfolgt.

Fische können nicht nur die Farbe, sondern auch die Form und Größe sich bewegender Objekte unterscheiden. Betrachtet man beispielsweise die Pinzette, mit der Fische Nahrung aufnehmen, entwickelt sich im Laufe der Zeit ein konditionierter Futterreflex. Zuerst haben die Fische Angst vor der ins Wasser getauchten Pinzette, aber da sie jedes Mal Futter daraus bekommen, beginnen sie nach einer Weile vertrauensvoll auf die Pinzette zuzuschwimmen, anstatt wegzuschwimmen. Das bedeutet, dass die Fische einen konditionierten Reflex auf Pinzetten als Reiz entwickelt haben, der mit dem unbedingten Reiz – Futter – zusammenfällt. In diesem Fall dient die Pinzette als Nahrungssignal. Wenn Fische regelmäßig aus einer Kiste gefüttert werden, reagieren sie nicht nur auf die Annäherung einer fütternden Person an das Aquarium, sondern auch auf den Anblick der Kiste. Wenn Sie die Kiste an eine Person weitergeben, die auf der anderen Seite des Aquariums steht, werden die Fische dorthin gelangen. Dies bedeutet, dass sie einen konditionierten Reflex auf die Figur einer Person mit einer Kiste als verallgemeinertes Bild entwickelt haben, das im Allgemeinen die Rolle eines Essenssignals spielt.

Konditionierte Reflexe auf Schallreize . Aquarienliebhaber wissen gut, wie man Fischen beibringt, sich an der Wasseroberfläche zu sammeln, wenn sie durch Klopfen an die Wand signalisiert werden. Forscher, die das Gehör bei Fischen leugnen, behaupten, dass Fische nur dann schwammen, wenn sie eine Person zum Teich kommen sahen oder wenn ihre Schritte den Boden beben ließen. Dies schließt jedoch die Beteiligung von Schall als Bestandteil eines komplexen Reizes nicht aus. Die Frage des Gehörs von Fischen ist seit langem umstritten, zumal Fische weder eine Cochlea noch die Hauptmembran des Corti-Organs besitzen. Es wurde nur durch die objektive Methode der bedingten Reflexe positiv gelöst (Yu. Frolov, 1925). Die Experimente wurden an Süßwasserfischen (Karausche, Kaulbarsch) und Meeresfischen (Kabeljau, Grundel) durchgeführt. In einem kleinen Aquarium schwammen die Testfische an einer Schnur, die an einer Luftübertragungskapsel befestigt war. Derselbe Faden wurde verwendet, um den Körper des Fisches mit elektrischem Strom zu versorgen; der zweite Pol war eine auf dem Boden liegende Metallplatte. Die Tonquelle war ein Telefonhörer. Nach 30 – 40 Elektroschocks bildete sich ein auditiv bedingter Schutzreflex aus. Als das Telefon eingeschaltet wurde, tauchte der Fisch ab, ohne einen Stromschlag zu erwarten. Sie entdeckten auch, dass die Entwicklung eines konditionierten Reflexes die Bildung nachfolgender Reflexe erleichterte.

Konditionierte Reflexe auf Lichtreize . Beim Training von Fischen wurden verschiedene konditionierte Reflexe entwickelt, die auf Nahrungsverstärkung basieren, um deren Sehvermögen zu untersuchen. Wenn Sie Makropoden mit Larven roter Chironomiden füttern, greifen die Fische schnell die Wand des Aquariums an, wenn rote Wollklumpen in der Größe der Larven an der Glasaußenseite kleben. Die Mikropoden reagierten nicht auf gleich große grüne und weiße Klumpen. Wenn Sie den Fisch mit Pellets aus Weißbrotkrumen füttern, fangen sie an, die weißen Wollknäuel zu schnappen, die in Sicht kommen. Die hohe Entwicklung der visuellen Wahrnehmung von Karpfen zeigt sich in ihrer Fähigkeit, die Farbe eines Objekts auch bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen zu unterscheiden. Diese Eigenschaft der Wahrnehmungskonstanz zeigte sich auch beim Karpfen in Bezug auf die Form eines Gegenstandes, dessen Reaktion trotz seiner räumlichen Veränderungen eindeutig blieb.

Komplexe Reflexe bei der Nahrungsaufnahme . Um die Indikatoren der konditionierten Reflexaktivität verschiedener Tierarten besser vergleichen zu können, werden natürliche Bewegungen zur Nahrungsbeschaffung herangezogen. Eine solche Bewegung für Fische besteht darin, eine an einem Faden hängende Perle zu greifen. Die ersten zufälligen Griffe werden durch Nahrung verstärkt und mit einem akustischen oder visuellen Signal kombiniert, woraufhin ein konditionierter Reflex entsteht. Ein solcher bedingter Sehreflex wurde beispielsweise bei Karauschen über 30-40 Kombinationen gebildet und verstärkt. Außerdem wurden eine Farbdifferenzierung und eine konditionierte Bremse entwickelt. Wiederholte Veränderungen der Signalbedeutung positiver und negativer Reize erwiesen sich für Fische jedoch als äußerst schwierige Aufgabe und führten sogar zu Störungen der konditionierten Reflexaktivität.

Abschluss . Aquarienfische können verschiedene bedingte Reflexe entwickeln: auf Licht, auf die Farbe und Form von Objekten, auf die Zeit usw.

1.3. Allgemeine Eigenschaften von Aquarienfisch-Guppys

Domäne: Eukaryoten

Königreich: Tiere

Typ: Chordata

Klasse: Rochenflosser

Ordnung: Cyprinodontiformes

Familie: Poeciliaceae

Gattung: Pecilia

Art: Guppy

Internationaler wissenschaftlicher Name

Poecilia reticulata (Peters, 1859)

Guppy (lat. Poecilia reticulata) ist ein lebendgebärender Süßwasserfisch. Guppys weisen einen ausgeprägten Sexualdimorphismus auf – Männchen (Anhang 1, Abb. 1) und Weibchen (Anhang 1, Abb. 2) unterscheiden sich in Größe, Form und Farbe. Die Größe der Männchen beträgt 1,5–4 cm, schlanke, reinrassige Individuen oft mit langen Flossen. Die Farbe ist oft hell. Die Größe der Weibchen beträgt 2,8-7 cm, mit einem vergrößerten Bauch, in dessen Analbereich Eier sichtbar sind. Die Flossen sind immer proportional kleiner als die der Männchen. Weibchen aus natürlichen Lebensräumen und vielen Rassen sind grau mit einem ausgeprägten rhombischen Schuppennetz, wofür die Art ihren Namen erhielt: Retikulum von lat. - Netz, Netz.

Der beliebteste und unprätentiöseste Aquarienfisch. Im Heimaquarium besiedelt es alle Schichten. In Gefangenschaft lebt es länger und wird größer als in der Natur. In Aquarien gibt es meist verschiedene Guppy-Rassen oder das Ergebnis ihrer Vermischung.

Guppys erhielten ihren Namen zu Ehren des englischen Priesters und Wissenschaftlers Robert John Lemcher Guppy, der 1886 den Mitgliedern der Royal Society einen Bericht vorlegte, in dem er über Fische sprach, die nicht laichen, sondern lebende Junge zur Welt bringen.

Die optimale Wassertemperatur beträgt +24 °C. Sie überleben im Bereich von +14° bis +33°C. Die Aquarienfläche für ein Guppypaar beträgt 25x25 cm bei einem Wasserstand von ca. 15 cm. Sie sind Allesfresser – sie benötigen kleine Nahrung sowohl tierischen als auch pflanzlichen Ursprungs. Dies sind hauptsächlich Protozoen, Rädertierchen (Phylodina, Asplancha); Krebstiere (Zyklopen, Daphnien, Moina, Mückenlarven - Coretra, Mückenlarven); Mückenpuppe; niedere Pflanzen (Chlorella, Spirulina) sowie etwas Algenbewuchs. Bei ausgewachsenen Fischen ist es notwendig, ein bis zwei Fastentage pro Woche einzuplanen (an denen die Fische nicht gefüttert werden).

Schlussfolgerungen für Kapitel 1.

    I. P. Pavlov leistete einen bedeutenden Beitrag zur Erforschung der Reflexe

    Um einen konditionierten Reflex zu entwickeln, ist eine langfristige kombinierte Wirkung unbedingter und konditionierter Reize notwendig.

    Fische können einfache konditionierte Reflexe auf Licht, Geräusche, sich bewegende Objekte, Zeit, Größe und Farbe von Objekten usw. entwickeln.

    Guppys sind unprätentiöse lebendgebärende Aquarienfische, die sich gut für die Forschung eignen.

Kapitel 2. Praktischer Teil

2.1. Entwicklung eines konditionierten Reflexes bei Aquarienfischen auf rote und blaue Farben

Um ein Experiment zur Entwicklung eines bedingten Reflexes erfolgreich durchzuführen, müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein:

1. Füttern Sie die Fische zu unterschiedlichen Zeiten, sonst entwickelt sich ein konditionierter Reflex.

2. Der konditionierte Reiz sollte zuerst wirken – in diesem Fall ist es ein rotes oder blaues Objekt

3. Der bedingte Reiz ist zeitlich voraus oder fällt mit dem unbedingten Reiz zusammen – Nahrung (Nahrung)

4. Der konditionierte Reiz und die Fütterung werden mehrfach kombiniert

5. Ein bedingter Reflex gilt als entwickelt, wenn die Fische bei Auftreten eines bedingten Reizes zu den Wänden des Aquariums schwimmen (Anhang 2, Abb. 4, 5.)

Das Experiment wird mit Aquarienfischen, Guppys, durchgeführt. Zum Zeitpunkt des Experiments waren es 110 Personen. Vor dem Experiment wurden sie im selben Aquarium gehalten, d.h. unter den gleichen Bedingungen: Fütterungszeit, Temperatur- und Lichtverhältnisse, Zusammensetzung und Wassermenge. Alle Individuen entwickelten den gleichen konditionierten Reflex: Morgens (um 6.30 Uhr) nach dem Alarmsignal auf dem Mobiltelefon und dem Einschalten des Lichts begann die Fütterung. Alle Individuen schwammen gleichzeitig zum Rand des Aquariums in Erwartung von Futter. Tagsüber wurde das Licht nach Bedarf eingeschaltet, aber nicht jedes Mal endete es mit dem Füttern der Fische.

Um ein Experiment durchzuführen, d.h. Entwicklung eines bedingten Reflexes auf rote und blaue Farben (Fütterung nach dem Erscheinen einer Schachtel mit rotem oder blauem Deckel). Ballon) Die Fische wurden in 3 Teile geteilt (in 3 Aquarien platziert). Die Kontrollgruppe (30 Personen) wurde unter den gleichen Bedingungen gehalten (die Fütterungsbedingungen änderten sich nicht). Die erste Versuchsgruppe (40 Tiere) erhielt nach den vorherigen Signalen morgens kein Futter. Die Fütterung begann, nachdem an den Wänden des Aquariums eine Kiste mit rotem Deckel auftauchte und die meisten Fische darauf achteten. In den Pausen zwischen den Fütterungen wurde ein blauer Ballon an die Wände des Aquariums gehalten; die Fische schwammen dorthin, aber es fand keine Nahrungsaufnahme statt.

Die zweite Versuchsgruppe (40 Personen) tat das Gegenteil: Nach dem Erscheinen eines blauen Ballons erhielten die Fische Futter. In den Pausen zwischen den Fütterungen erschien für mehrere Minuten ein rotes Kästchen an den Wänden des Aquariums, die Fische schwammen dorthin, bekamen aber kein Futter.

Im Laufe der Zeit entwickelten die erste und zweite Versuchsgruppe einen konditionierten Fressreflex nach dem Erscheinen eines roten bzw. blauen Objekts. Die Ergebnisse des Experiments sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1. Beobachtungstagebuch

Datum

Zeitpunkt der Präsentation des konditionierten Reizes und der Fütterung

Ungefähre Zeit, die Fische benötigen, um sich den Wänden des Aquariums zu nähern

1 Gruppe

2. Gruppe

1 Gruppe

2. Gruppe

02.01

07.00

07.30

6,5 Minuten

6,5 Minuten

09.01

14.45

14.25

5 Minuten

5,5 Minuten

16.01

16.30

16.00

4,5 Minuten

4 Minuten

23.01

07.00

07.20

3,5 Minuten

3 Minuten

30.01

15.00

15.50

2 Minuten

2,5 Minuten

06.02

17.00

17.30

1 Minute

1,5 Minuten

13.02

15.00

15.10

30 Sekunden

50 Sekunden

20.02

07.10

07.20

10 Sekunden

20 Sekunden

27.02

14.30

14.50

10 Sekunden

10 Sekunden

ERGEBNIS

Es hat sich ein Reflex auf eine bestimmte Farbe entwickelt

Schlussfolgerungen für Kapitel 2.

    Um bei Aquarienfischen, Guppys, einen konditionierten Reflex zu entwickeln, müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein.

    Während des Experiments wurde bei Aquarienfischguppys ein konditionierter Reflex auf rote und blaue Farben entwickelt

    Konditionierte Reflexe tragen zur Anpassung von Organismen an Umweltbedingungen (in diesem Fall Fütterungsbedingungen) bei.

Abschluss

Ein Aquarium ist eine kleine Welt, die eine einzigartige Gelegenheit bietet, ein Stück Natur in Ihr Zuhause zu holen, wo alles koordiniert ist, in Harmonie lebt, sich entwickelt, verändert und sich dem Betrachter offenbart. Diese fragile Welt hängt ganz vom Besitzer ab, denn... Ohne seine ständige Fürsorge und Aufmerksamkeit wird er sterben.

Bei hochorganisierten Tieren mit zentralem Nervensystem gibt es zwei Gruppen von Reflexen: unbedingte (angeborene) und bedingte (erworbene). Reflexe haben eine wichtige adaptive Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Integrität des Körpers, der vollen Funktionsfähigkeit und der Konstanz der inneren Umgebung. Bei Aquarienfischen ist es möglich, alle möglichen konditionierten Reflexe auf verschiedene Reize zu entwickeln: Zeit, Licht, Farbe und Form von Objekten usw. Während des Experiments wurden bei Aquarien-Guppyfischen konditionierte Reflexe auf rote und blaue Farben basierend auf dem gebildet unkonditionierte (Lebensmittel-)Farbe.

In dieser Arbeit betrachten wir ein Beispiel für die Entwicklung nur eines bedingten Reflexes. Aus dem erworbenen Wissen ergeben sich vielfältige Möglichkeiten für wissenschaftliches Wissen Naturgesetze und die Verbesserung des eigenen Wissens.

Referenzliste

    Biologisch Enzyklopädisches Wörterbuch. CH. Hrsg. M. S. Gilyarov. 2. Aufl., korrigiert - M.: Sov. Enzyklopädie, 1986. – 381 S.

    Kogan A.B. Grundlagen der Physiologie höherer Nerventätigkeit. 2. Aufl. , verarbeitet und zusätzlich - M.: Higher School, 1988. - 368 S.

    Mikhailov V.A. Alles über Guppys und andere lebendgebärende Tiere. Beliebter Fisch. 2. Auflage, überarbeitet und erweitert. - M.: Svetoch L, 1999. - 96 S.

    Muddy Hargrove, Mick Hargrove. Aquarien für Dummies. - 2. Aufl. - M.: „Dialektik“, 2007. - S. 256.

    Gemeinsamer Wissenschaftlicher Rat „Mensch- und Tierphysiologie“ (Akademie der Wissenschaften der UdSSR). /ed. Tschernigowski V.N. – M.: Nauka, 1970.

    Reshetnikov Yu. S., Kotlyar A. N., Rass T. S., Shatunovsky M. I. Fünfsprachiges Wörterbuch der Tiernamen. Fisch. Latein, Russisch, Englisch, Deutsch, Französisch. /unter der allgemeinen Herausgeberschaft des Akademikers. V. E. Sokolova. - M.: Rus. lang., 1989. - S. 183.

    Frolov Yu.P. I.P. Pawlow und seine Lehre von den bedingten Reflexen. Zustand Hrsg. Biologische und medizinische Literatur, 1936 – 239 S.

    http://books.google.ru

ANHANG 1

Reis. 1 männlicher Guppy

Reis. 2 weibliche Guppys

Reis. 3 Aquarienfisch-Guppys

ANLAGE 2

Reis. 4 Entwicklung eines bedingten Reflexes auf die Farbe Rot

Abb. 5 Entwicklung eines bedingten Reflexes auf die Farbe Blau

In wissenschaftlichen Fachpublikationen werden immer wieder Fragen zur Sensibilität von Fischen, ihren Verhaltensreaktionen auf Fang, Schmerz und Stress aufgeworfen. Zeitschriften für Hobbyfischer vergessen dieses Thema nicht. Zwar heben Veröffentlichungen in den meisten Fällen persönliche Erfindungen über das Verhalten einer bestimmten Fischart in für sie stressigen Situationen hervor.

Dieser Artikel setzt das vom Autor in der letzten Ausgabe des Magazins (Nr. 1, 2004) angesprochene Thema fort.

Sind Fische primitiv?

Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts waren Fischer und sogar viele Biologen fest davon überzeugt, dass Fische sehr primitive, dumme Wesen seien, die nicht nur über Gehör und Berührung verfügten, sondern sogar ein Gedächtnis entwickelten.

Trotz der Veröffentlichung von Materialien, die diesen Standpunkt widerlegen (Parker, 1904 – über das Vorhandensein von Gehör bei Fischen; Tsenek, 1903 – Beobachtungen der Reaktion von Fischen auf Geräusche), hielten einige Wissenschaftler auch in den 1940er Jahren an den alten Ansichten fest.

Es ist mittlerweile eine wohlbekannte Tatsache, dass Fische wie andere Wirbeltiere eine perfekte Orientierung im Weltraum haben und mithilfe der Organe Sehen, Hören, Berühren, Riechen und Schmecken Informationen über die sie umgebende Wasserumgebung erhalten. Darüber hinaus können die Sinnesorgane „Urfische“ in vielerlei Hinsicht sogar mit den Sinnessystemen höherer Wirbeltiere und Säugetiere konkurrieren. Beispielsweise ist das Gehör von Fischen in Bezug auf die Empfindlichkeit gegenüber Geräuschen im Bereich von 500 bis 1000 Hz dem Gehör von Tieren und der Fähigkeit, elektromagnetische Schwingungen zu erkennen und sogar ihre Elektrorezeptorzellen und Organe für die Kommunikation und den Informationsaustausch zu nutzen, nicht unterlegen ist im Allgemeinen eine einzigartige Fähigkeit einiger Fische! Und das „Talent“ vieler Fischarten, darunter auch der Bewohner des Dnjepr, die Qualität der Nahrung dadurch zu bestimmen, dass der Fisch das Nahrungsobjekt mit dem Kiemendeckel, den Flossen und sogar der Schwanzflosse berührt?!

Mit anderen Worten, heute kann niemand, insbesondere erfahrene Hobbyfischer, Vertreter des Fischstamms als „dumme“ und „primitive“ Kreaturen bezeichnen.

Beliebt über das Nervensystem von Fischen

Die Untersuchung der Physiologie von Fischen und der Eigenschaften ihres Nervensystems und ihres Verhaltens unter natürlichen und Laborbedingungen wird seit langem durchgeführt. Die ersten größeren Studien zum Geruchssinn von Fischen wurden beispielsweise bereits in den 1870er Jahren in Russland durchgeführt.

Das Gehirn von Fischen ist normalerweise sehr klein (beim Hecht beträgt die Gehirnmasse 300-mal weniger als das Körpergewicht) und ist primitiv aufgebaut: die Vorderhirnrinde, die bei höheren Wirbeltieren als Assoziationszentrum dient, Knochiger Fisch völlig unentwickelt. In der Struktur des Fischgehirns ist eine vollständige Trennung der Gehirnzentren verschiedener Analysatoren festzustellen: das Riechzentrum Vorderhirn, visuell - Durchschnitt, das Zentrum für die Analyse und Verarbeitung der von der Seitenlinie wahrgenommenen Schallreize, - Kleinhirn. Informationen, die von verschiedenen Fischanalysegeräten gleichzeitig empfangen werden, können nicht umfassend verarbeitet werden, sodass Fische nicht „denken und vergleichen“ können, geschweige denn assoziativ „denken“.

Viele Wissenschaftler glauben jedoch, dass Knochenfische ( zu denen fast alle unsere Bewohner gehören frisches Wasser - R.N. ) haben Erinnerung- die Fähigkeit zu fantasievoller und emotionaler „psycho-nervöser“ Aktivität (wenn auch in ihrer rudimentärsten Form).

Fische können wie andere Wirbeltiere aufgrund des Vorhandenseins von Hautrezeptoren verschiedene Empfindungen wahrnehmen: Temperatur, Schmerz, Tastsinn (Berührung). Im Allgemeinen sind die Bewohner des Königreichs Neptun Meister in der Anzahl ihrer einzigartigen chemischen Rezeptoren – schmecken Niere Diese Rezeptoren sind die Enden des Gesichts ( präsentiert in Haut und auf Antennen), Glossopharyngeal ( in der Mundhöhle und Speiseröhre), wandern ( im Mund auf den Kiemen), Trigeminusnerven. Von der Speiseröhre bis zu den Lippen ist die gesamte Mundhöhle buchstäblich mit Geschmacksknospen übersät. Bei vielen Fischen befinden sie sich an den Fühlern, Lippen, am Kopf und an den Flossen und sind über den ganzen Körper verteilt. Geschmacksknospen informieren den Besitzer über alle im Wasser gelösten Stoffe. Fische können den Geschmack auch an Körperstellen wahrnehmen, an denen keine Geschmacksknospen vorhanden sind – mithilfe ihrer Haut.

Übrigens wurde dank der Arbeit von Koppania und Weiss (1922) klar, dass bei Süßwasserfischen (Goldkarausche) eine Regeneration eines beschädigten oder sogar durchtrennten Rückenmarks mit vollständiger Wiederherstellung zuvor verlorener Funktionen möglich ist.

Menschliche Aktivität und konditionierte Reflexe von Fischen

Sie spielen eine sehr wichtige, fast dominierende Rolle im Leben der Fische. erblich Und nicht erblich Verhalten Reaktionen. Zu den erblichen gehört beispielsweise die obligatorische Orientierung von Fischen mit dem Kopf zur Strömung und ihre Bewegung gegen die Strömung. Interessant sind die nicht erblichen bedingt Und unbedingte Reflexe.

Im Laufe seines Lebens sammelt jeder Fisch Erfahrungen und „lernt“. Ihr Verhalten unter neuen Bedingungen zu ändern und eine andere Reaktion zu entwickeln, ist die Bildung eines sogenannten konditionierten Reflexes. Beispielsweise wurde festgestellt, dass diese Süßwasserfische beim experimentellen Fang von Kampfläufern, Döbeln und Brassen mit einer Angelrute einen konditionierten Abwehrreflex entwickelten, der auf ein bis drei Beobachtungen beim Fangen anderer Mitglieder des Schwarms zurückzuführen war. Interessante Tatsache : Es ist erwiesen, dass der entwickelte konditionierte Reflex (das Fangen seiner Brüder) auch dann nicht vergessen wird, wenn dieselbe Brasse in den nächsten, sagen wir, 3-5 Jahren ihres Lebens auf kein Fanggerät stößt wird nur verlangsamt. Wenn ein erfahrener Brasse gesehen hat, wie ein gefleckter Kerl an die Wasseroberfläche „aufsteigt“, wird er sich sofort daran erinnern, was in diesem Fall zu tun ist: weglaufen! Um den konditionierten Abwehrreflex zu enthemmen, reicht außerdem nur ein Blick und nicht 1-3!..

Man kann eine Vielzahl von Beispielen anführen, bei denen bei Fischen die Bildung neuer bedingter Reflexe in Bezug auf menschliche Aktivitäten beobachtet wurde. Es wurde festgestellt, dass aufgrund der Entwicklung der Unterwasserjagd viele große Fische die Schussentfernung einer Unterwasserpistole genau gelernt haben und es einem Unterwasserschwimmer nicht erlauben, sich ihnen näher als diese Entfernung zu nähern. Darüber wurde erstmals von J.-I. geschrieben. Cousteau und F. Dumas im Buch „In a World of Silence“ (1956) und D. Aldridge in „Underwater Hunting“ (1960).

Viele Fischer wissen sehr gut, dass Fische sehr schnell Abwehrreflexe entwickeln, wenn sie ihre Ausrüstung an den Haken nehmen, auf den Schwung einer Rute, auf den Angler, der am Ufer oder in einem Boot entlanggeht, auf eine Angelschnur oder auf einen Köder. Raubfische erkennen viele Arten von Spinnern genau und haben deren Vibrationen und Schwingungen „auswendig gelernt“. Je größer und älter der Fisch ist, desto mehr konditionierte Reflexe (lesen Sie Erfahrung) hat er natürlich angesammelt und desto schwieriger ist es, ihn mit „alter“ Ausrüstung zu fangen. Änderungen in den Fangtechniken und der Auswahl der verwendeten Köder erhöhen die Fänge der Fischer für eine Weile dramatisch, aber im Laufe der Zeit (oft sogar innerhalb einer Saison) „meistert“ derselbe Hecht oder Zander alle neuen Gegenstände und setzt sie auf seine „schwarze Liste“. ”

Fühlen Fische Schmerzen?

Jeder erfahrene Angler, der aus einem Teich fischt verschiedene Fische Schon beim Hooken erkennt er, mit welchem ​​Bewohner des Unterwasserreichs er es zu tun bekommen wird. Starke Rucke und verzweifelter Widerstand bei Hechten, starker „Druck“ auf den Grund bei Welsen, nahezu fehlender Widerstand bei Zander und Brassen – diese „Visitenkarten“ des Fischverhaltens werden von erfahrenen Fischern sofort erkannt. Unter Angelbegeisterten herrscht die Meinung vor, dass die Stärke und Dauer des Kampfes eines Fisches direkt von seiner Sensibilität und dem Organisationsgrad seines Nervensystems abhängt. Das heißt, dass es unter unseren Süßwasserfischen Arten gibt, die höher organisiert und „nervös-sinnlicher“ sind, und dass es auch „grobe“ und unempfindliche Fische gibt.

Dieser Standpunkt ist zu einfach und im Wesentlichen falsch. Um sicher zu wissen, ob und wie genau unsere Bewohner von Stauseen Schmerzen verspüren, greifen wir auf reiche wissenschaftliche Erfahrungen zurück, insbesondere da spezialisierte „ichthyologische“ Literatur zitiert wird detaillierte Beschreibungen Merkmale der Physiologie und Ökologie von Fischen.

EINFÜGEN. Schmerz ist eine psychophysiologische Reaktion des Körpers, die auftritt, wenn die empfindlichen Nervenenden, die in Organen und Gewebe eingebettet sind, stark gereizt werden.

TSB, 1982

Im Gegensatz zu den meisten Wirbeltieren können Fische Schmerzen nicht durch Schreien oder Stöhnen kommunizieren. Wir können das Schmerzempfinden eines Fisches nur anhand der Schutzreaktionen seines Körpers (einschließlich seines charakteristischen Verhaltens) beurteilen. Bereits 1910 stellte R. Gopher fest, dass ein ruhender Hecht seinen Schwanz bewegt, wenn er die Haut künstlich reizt (Stich). Mit dieser Methode zeigte der Wissenschaftler, dass sich die „Schmerzpunkte“ der Fische überall auf der Körperoberfläche befinden, am dichtesten jedoch am Kopf.

Heute ist bekannt, dass aufgrund der geringen Entwicklung des Nervensystems die Schmerzempfindlichkeit bei Fischen gering ist. Obwohl der gefangene Fisch zweifellos Schmerzen verspürt ( Denken Sie an die reiche Innervation des Kopfes und der Mundhöhle von Fischen, Geschmacksknospen!). Wenn der Haken die Kiemen, die Speiseröhre oder den periorbitalen Bereich des Fisches durchbohrt hat, sind die Schmerzen in diesem Fall stärker, als wenn der Haken den Ober-/Unterkiefer durchbohrt oder sich an der Haut verfangen hätte.

EINFÜGEN. Das Verhalten von Fischen am Haken hängt nicht von der Schmerzempfindlichkeit eines bestimmten Individuums ab, sondern von seiner individuellen Reaktion auf Stress.

Es ist bekannt, dass die Schmerzempfindlichkeit von Fischen stark von der Wassertemperatur abhängt: Bei Hechten war die Geschwindigkeit der Nervenimpulse bei 5 °C drei- bis viermal geringer als die Erregungsgeschwindigkeit bei 20 °C. Mit anderen Worten: Im Sommer gefangene Fische sind drei- bis viermal kränker als im Winter.

Wissenschaftler sind sich sicher, dass der heftige Widerstand von Hechten oder die Passivität von Zander und Brasse am Haken beim Angeln nur zu einem geringen Teil auf Schmerzen zurückzuführen ist. Es ist erwiesen, dass die Reaktion einer bestimmten Fischart auf einen Fang stärker von der Schwere des Stresses abhängt, dem der Fisch ausgesetzt ist.

Angeln als tödlicher Stressfaktor für Fische

Für alle Fische ist der Prozess, von einem Angler gefangen zu werden und ihn zu landen, äußerst stressig und übersteigt manchmal den Stress, einem Raubtier zu entkommen. Für Angler, die sich zum Catch-and-Release-Prinzip bekennen, ist es wichtig, Folgendes zu wissen.

Stressreaktionen im Körper von Wirbeltieren werden verursacht durch Katecholamine(Adrenalin und Noradrenalin) und Cortisol, die über zwei unterschiedliche, aber sich überschneidende Zeiträume wirken (Smith, 1986). Veränderungen im Körper von Fischen, die durch die Freisetzung von Adrenalin und Noradrenalin verursacht werden, treten in weniger als einer Sekunde auf und dauern mehrere Minuten bis Stunden. Cortisol verursacht Veränderungen, die in weniger als einer Stunde beginnen und manchmal Wochen oder sogar Monate anhalten!

Wenn die Belastung der Fische länger anhält (z. B. beim Langzeitfischen) oder sehr intensiv ist ( große Angst Fisch, der durch Schmerzen verschlimmert wird und zum Beispiel aus großen Tiefen aufsteigt), ist in den meisten Fällen der gefangene Fisch zum Scheitern verurteilt. Sie wird mit Sicherheit innerhalb von 24 Stunden sterben, selbst wenn sie freigelassen wird. Diese Aussage wurde von ichthyologischen Forschern unter natürlichen Bedingungen (siehe „Modern Fishing“, Nr. 1, 2004) und experimentell wiederholt bewiesen.

In den 1930-1940er Jahren. Homer Smith bemerkte die tödliche Stressreaktion eines Seeteufels, wenn er gefangen und in ein Aquarium gesetzt wird. Der verängstigte Fisch erhöhte die Wasserausscheidung aus dem Körper über den Urin stark und starb nach 12 bis 22 Stunden ... an Dehydrierung. Die Fische starben viel schneller, wenn sie verletzt wurden.

Mehrere Jahrzehnte später wurden Fische aus amerikanischen Fischteichen strengen physiologischen Untersuchungen unterzogen. Stress bei Fischen, die während geplanter Aktivitäten gefangen wurden (Umpflanzen von Brütern usw.), war auf die erhöhte Aktivität der Fische während der Verfolgung durch eine Wade, Fluchtversuche und kurzzeitige Luftexposition zurückzuführen. Bei den gefangenen Fischen kam es zu einer Hypoxie (Sauerstoffmangel) und wenn es auch zu Schuppenverlust kam, waren die Folgen in den meisten Fällen tödlich.

Andere Beobachtungen (an Bachforellen) haben gezeigt, dass ein Fisch, der beim Fang mehr als 30 % seiner Schuppen verliert, bereits am ersten Tag stirbt. Bei Fischen, die einen Teil ihrer Schuppen verloren hatten, ließ die Schwimmaktivität nach, einzelne Tiere verloren bis zu 20 % ihres Körpergewichts und die Fische starben still und heimlich in einem Zustand leichter Lähmung (Smith, 1986).

Einige Forscher (Wydowski et al., 1976) stellten fest, dass die Fische beim Forellenfang mit der Leine weniger Stress ausgesetzt waren als beim Verlust ihrer Schuppen. Die Stressreaktion war bei hohen Wassertemperaturen und bei größeren Personen intensiver.

So kann ein neugieriger und wissenschaftlich „versierter“ Fischer, der die Besonderheiten der Nervenorganisation unserer Süßwasserfische und die Möglichkeit kennt, dass sie konditionierte Reflexe, Lernfähigkeit und ihre Einstellung zu Stresssituationen erwerben, jederzeit seinen Urlaub auf dem Wasser planen und aufbauen Beziehungen zu den Bewohnern von Neptuns Königreich.

Ich hoffe auch aufrichtig, dass diese Veröffentlichung vielen Anglern dabei helfen wird, die Fairplay-Regeln – das „Fangen und Freilassen“-Prinzip – effektiv anzuwenden ...



 

Es könnte nützlich sein zu lesen: