Originalartikel

Zebrafisch (Danio rerio), © Robert Beke, flickr.com

 

Hamilton, T.J., Myggland, A., Duperreault, E., May, Z., Gallup, J., Powell, R.A., Schalomon, M., Digweed, S.M., 2016. Episodic-like memory in zebrafish. Animal Cognition 19, 1071-1079. (abstract)

Fisch-Bibliothek 2016
 

Zebrafische erinnern sich genau

Messbar machen, was nicht messbar scheint. Das gilt auch für die kognitiven Leistungen von Fischen, also die Fähigkeit, Informationen aufzunehmen, zu verarbeiten und flexibel danach zu handeln. Da vermutet wird, dass diese Fähigkeiten Vorteile für die Fortentwicklung (Evolution) und fürs Überleben bringen, schaut die Wissenschaft zunehmend genauer hin. So auch beim Phänomen des episodischen Gedächtnisses, eine Fähigkeit, die man lange nur dem Menschen zugeschrieben hat.

Was ist ein episodisches Gedächtnis?
Das episodische Gedächtnis wird als das Wiedererleben eines persönlichen Erlebnisses beschrieben. Dabei geht es darum, dass man sich daran erinnert, dass etwas passiert ist und wo und wann es passiert ist. Beim Menschen wurde zusätzlich das subjektive Erleben, also das bewusste Erinnern des Ereignisses in die Definition mit einbezogen. Dies ist bei nichtmenschlichen Tieren jedoch schwierig nachzuweisen. Daher konzentriert man sich hier auf den Inhalt des Erinnerns und spricht von episodenartigem Gedächtnis (episodic-like memory) oder das Was-Wo-Wann-Gedächtnis. Diese Aspekte können in Verhaltenstests erfasst werden.

Solche Gedächtnis-Tests wurden bei Buschhähern und Ratten mit Erfolg durchgeführt. Aber nicht nur Vögel und Säuger haben ein Erinnerungsvermögen, auch bei gewissen Fischen und Wirbellosen wurde dies nachgewiesen. So können Putzerfische, Bienen und Tintenfischen sich daran erinnern, was sie wann und wo gefressen haben.

Zebrafische im Gedächtnistest

Obwohl Zebrafische eine derart breite Verwendung in der Forschung finden, gibt es erstaunlich wenige Studien über ihr natürliches Verhaltensrepertoire und ihre kognitiven Fähigkeiten. Auch zum Erinnerungsvermögen von Zebrafischen wurden bisher nur wenige Studien durchgeführt. Diese wurden zudem, wie auch die meisten Tests zu episodischem Gedächtnis bei anderen Arten, mit Futteranreizen gemacht. Es gibt jedoch in Bezug auf die Futtersuche wichtige biologische Unterschiede zwischen den verschiedenen Fischarten. Nicht für alle Arten ist es gleichermassen relevant, exakt zu wissen, wo sie Futter finden.

Zebrafische ernähren sich natürlicherweise von Zooplankton und Insekten, Futter, das in ihrer Umgebung reichlich vorkommt. Daher ist es für sie nicht so zentral, sich an jedes Futtervorkommen genau zu erinnern. Verschiedene Studien haben aber gezeigt, dass Zebrafische neue Objekte erkennen können. Um also eine relevantere Aussage zum Erinnerungsvermögen der Zebrafische machen zu können, wurde in dieser Studie der Gedächtnistest mit Objekten durchgeführt.

Ausgeklügelte Versuchsanordnung mit Legofiguren
In einem Vortest wurden die Zebrafische mit zwei farbigen Legofiguren konfrontiert, die sie vorher noch nie gesehen hatten, eine Biker- und eine Ritter-Figur. Als erstes wurde getestet, ob die Fische eine Vorliebe für eine der Figuren haben. Dazu wurden die Figuren zufällig in den linken oder den rechten Drittel eines kleinen Test-Aquariums gesetzt. 30 naive Zebrafische wurden für 10 Minuten den Figuren ausgesetzt. Ihr Verhalten wurde via Videokamera aufgezeichnet. Die Fische unterschieden nicht zwischen den Figuren und beäugten sie gleichermassen häufig.

Für den Gedächtnistest wurden quadratische Testaquarien in vier gleichgrosse Quadrate unterteilt und entweder mit einem gelben oder mit einem blauen Hintergrund versehen. Studien haben gezeigt, dass Zebrafische Farben sehr gut erkennen können. In zwei der vier Quadrate wurde jeweils je eine Figur positioniert. Das ergab verschiedene Anordnungen, z.B. blaues Aquarium mit Biker-Figur in Quadrat 1 und Ritter-Figur in Quadrat 2 oder gelbes Aquarium mit Ritter-Figur in Quadrat 1 und Biker-Figur in Quadrat 2..

Die Fische durften im einem ersten Schritt (Lernphase) diese Anordnungen kennen lernen. In der eigentlichen Testphase wurden die Figuren den Fischen in einer neuen Anordnung präsentiert (unvertraute Position oder Hintergrund). Die Frage war, ob die Fische durch ihr Erkundungsverhalten anzeigen, ob sie sich an die gelernte Konstellation erinnern können und dementsprechen auf die neue Anordung reagieren. Insgesamt wurden acht verschiedene Anordnungen getestet

Zebrafische wissen Bescheid über das Was, Wo, Wann
Und tatsächlich verhielten sich die Zebrafische so, dass sie die Kriterien für ein episodisches Gedächtnis oder das Was-Wo-Wann-Gedächtnis erfüllten. Sie erkundeten die Figuren in den jeweils neuen Anordnungen deutlich häufiger und länger. Die Zebrafische konnten sich also daran erinnern, welche der Figuren, Ritter oder Biker, sie in den Lernphasen gesehen hatten, wo sie die Figuren gesehen hatten und in welchem Zusammenhang, sprich vor welchem Hintergrund.

 

Das Erkunden der Figuren kann man mit dem Beschnüffeln von neuen Objekten oder Futter bei Säugern vergleichen. So mussten die Zebrafische nah an das unvertraute Objekt ran, um es genau zu erkunden. Zebrafische sind ausgesprochene Augentiere mit gutem Sehsinn und einem guten Gedächtnis für Farben. Die Verwendung von Objekten, wie in dieser Studie vorgeschlagen, macht denn auch biologisch Sinn.

Fazit fischwissen
Die Arbeit ist wieder ein Mosaikstück mehr, das uns im Verständnis für die Fähigkeiten von Fischen weiterbringt. Sie hat gezeigt, dass Fische nicht einfach im Moment verhaftet durch die Gegend schwimmen, sondern Wesen mit einer Geschichte sind. Eigentlich Zeit, die Zebrafische in den Labors endlich als solche zu behandeln.