Esta é uma pergunta que os cientistas fazem há muito, agora com uma camara 3D a resposta fica mais simples, além disso é uma forma de estudarem o comportamento coletivo das espécies
Os cardumes de peixes são exemplos fascinantes de comportamento animal coletivo. Milhares de indivíduos movem-se em sincronia quase perfeita, apesar de cada peixe ter apenas uma visão limitada do que o rodeia. Como é que conseguem esta coordenação sem esforço com o mínimo de informação local? E que pistas visuais é que um peixe individual percepciona de facto dentro do grupo dinâmico e inconstante?
Os investigadores do Cluster of Excellence “Collective Behaviour” e do Instituto Max Planck de Comportamento Animal para responder a estas questões desenvolveram uma nova tecnologia que olha profundamente para o olho do peixe: O seu novo método de rastreio ocular 3D não é invasivo e permite seguir os seus movimentos oculares quando nadam livremente.
Porque é que o olho do peixe é importante? E porque é importante conhecer a visão da retina do peixe em 3D? Para nos ajudar a compreender as “regras do comportamento coletivo”, temos de estimar que informação está disponível para os membros individuais do enxame. Por exemplo: o comportamento coletivo do cardume baseia-se em milhares de decisões que cada peixe toma individualmente. Se um muda a sua direção que fatores influenciam essa decisão? Que peixes vão reagir a esta decisão? Que regras de comportamento seguem os coletivos de peixes e em que percepções sensoriais se baseiam as suas decisões?
Os cientistas do Cluster de Excelência “Comportamento Coletivo” investigam a natureza das interações entre indivíduos em comunidades, desde cardumes de peixes a bandos de aves, desde enxames de gafanhotos a grandes manadas que migram através dos continentes. Como é típico das suas instalações de investigação, as câmaras filmam os coletivos de animais, no laboratório ou em campo. Depois, os investigadores analisam as gravações utilizando a visão por computador: A posição e a postura corporal de cada membro individual do grupo são seguidas e avaliadas por um algoritmo informático a cada poucos milissegundos e comparadas entre si. Um aspeto importante é a reconstrução do campo de visão de cada indivíduo, pois isso permite-lhes compreender o que cada um percepcionou e se isso influenciou os seus movimentos subsequentes. E é aqui que entra em ação o novo método de rastreio ocular.
Reconstrução do campo visual
Não é assim tão fácil reconstruir o campo visual dos peixes que nadam livremente. Não basta seguir a posição dos seus olhos; estes têm de estar sempre colocados em relação à postura corporal dos animais. Para os cientistas, era especialmente importante que não fossem necessárias quaisquer intervenções nos animais, por exemplo, que não tivessem de ser equipados com uma lente ocular.
“O nosso novo método não invasivo cumpre todos estes requisitos”, afirma Liang Li, que desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento da tecnologia. “Utilizando as imagens da câmara, reconstruímos, em primeiro lugar, a postura corporal 3D do peixe, em segundo lugar, a posição exata do olho — que, tal como no caso dos humanos, pode mover-se na órbita ocular — e, em terceiro lugar, reconstruímos a sua visão da retina, para vermos o que ele vê”.
Uma das principais vantagens do novo método é o fato de o comportamento dos peixes ser analisado em 3D. Os métodos anteriores baseavam-se geralmente em imagens 2D e, por conseguinte, não refletiam totalmente a natureza tridimensional dos cardumes de peixes. Além disso, não é necessária qualquer intervenção nos peixes: estes são simplesmente registados pelas câmaras enquanto nadam livremente no aquário. São necessárias pelo menos duas câmaras, mas, utilizando mais, o sistema poderia ser expandido para grandes tanques de peixes — quanto mais câmaras, mais precisa seria a análise.
“Compreender a forma como os animais percepcionam o seu ambiente e interagem com parceiros sociais é fundamental para desvendar os mecanismos subjacentes ao comportamento coletivo”, afirma Liang Li. “O nosso método permite um acesso preciso à perceção visual dos peixes que se movem livremente”.
Utilização do novo método
O novo método já foi utilizado em experiências comportamentais iniciais com peixes dourados, examinando o campo de visão de um indivíduo que segue outro a nadar à sua frente. “A reconstrução da visão da retina revelou que os peixes dourados ajustam dinamicamente os seus movimentos oculares para que o peixe que está a nadar à frente permaneça constantemente no centro da sua retina”, explica Ruiheng Wu, autor principal da publicação correspondente na revista Communications Biology.
Os investigadores também observaram movimentos oculares negativamente sincronizados, o que significa que os olhos se movem em direcções opostas em vez de trabalharem em conjunto e em paralelo. Por exemplo, se o olho esquerdo se concentrar no peixe vizinho e seguir os seus movimentos, o olho direito vira-se frequentemente na direção exatamente oposta. Em experiências futuras, Liang Li quer descobrir se isto também acontece com outras espécies de peixes – e se ambos os olhos dos peixes predadores acabam por se alinhar quando se concentram nas suas presas.
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