Schützenfisch

Kognition - Komplexes Lernverhalten bei Fischen

Mit kognitivem Lernen ist eine komplexe Form der Informationsverarbeitung gemeint sowie die Rolle, die sie im Verhalten der Tiere spielt. Mit dieser Art von Lernleistung lernen Tiere das Verhalten nicht schrittweise, sondern spielen "in Gedanken" das Verhalten durch und führen es dann als gesamtes aus

Definition von Kognition

Als Kognition bezeichnet Mechanismen, durch die Tiere Informationen aus ihrer Umwelt aufnehmen, verarbeiten, speichern, aber auch aktiv werden. Diese Mechanismen schliessen Wahrnehmung, Lernen, Erinnerung und Entscheidungsfindung ein.“ (nach Shettleworth, 2010).
 

Einsichtiges Lernen

Mit kognitivem Lernen ist also eine komplexe Form der Informations-verarbeitung gemeint sowie die Rolle, die sie im Verhalten der Tiere spielt. Mit dieser Art von Lernleistung lernen Tiere das Verhalten nicht schrittweise, sondern spielen "in Gedanken" das Verhalten durch und führen es dann als gesamtes aus. Kognitive Leistungen dienen dem Tier dazu, Erkenntnisse in Bezug auf seine Umwelt, aber auch auf sich selbst zu gewinnen.

Die Fähigkeit des kognitiven Lernens ist die Basis dafür, dass Tiere flexibel auf ihre soziales Umfeld und ihre Lebensumwelt reagieren können. Die Forschung hat gezeigt, dass auch Fische eine geistige Vorstellung (mental map) davon haben, wie sich ihr soziales Umfeld zusammensetzt und wie ihr Lebensraum aussieht. Sie registrieren Veränderung in ihrem Umfeld sehr genau und können daraus Informationen ziehen und darauf reagieren. Sie sind fähig, Entscheidungen zu treffen, zu planen und sich mit neuen Situationen zurechtzufinden.

Beispiele für kognitive Leistungen von Fischen

Die Anzahl belegter Beispiele für die kognitiven Fähigkeiten von Fischen, die mit denjenigen von Säugetieren vergleichbar sind, steigt laufend an. Hier nur einige interessante Beispiele:

Fische, die in Gruppen oder in Schwärmen leben, können Artgenossen individuell unterscheiden. Sie können auch den sozialen Status von Artgenossen einschätzen.

Fische geben Informationen über Laichplätze, Rastplätze oder Migrationsrouten an Artgenossen weiter. Sie lernen von Artgenossen, was sie essen oder vermeiden sollen. Erfahrene Fische geben unerfahrenen Fischen weiter, wie sie sich gegenüber Feinden verhalten sollen. Gewisse gruppenlebende Fische sammeln auch Informationen über die Beziehung von anderen Gruppenmitgliedern untereinander und verhalten sich entsprechend dieser Informationen.

Beispielsweise kann sich der Blaue Sonnenbarsch (Lepomis macrochirus) daran erinnern, mit welchem Artgenossen er erfolgreich zusammen gejagt hat. Er nutzt diese Information, indem er es zukünftig vermeidet, mit den weniger erfolgreichen Artgenossen zu jagen.

Fische jagen gemeinsam, d.h. sie müssen Informationen austauschen und miteinander kommunizieren. Es kommt sogar vor, dass verschiedene Arten bei der Futtersuche zusammenspannen. Es wurde beispielsweise beobachtet, dass Riesenmuränen (Gymnothorax javanicus) und Rotmeer-Forellenbarsche (Plectropomus pessuliferus) in Korallenriffen gemeinsam jagen (siehe Video unten). Weil die Beutefische sich in den Höhlen der Korallen verstecken, sind sie für den Forellenbarsch nicht erreichbar, für die Muräne hingegen schon. Der Forellenbarsch signalisiert nun mit einem speziellen Verhalten der Muräne, dass er jagen möchte und führt sie dahin, wo sich die Beute versteckt. Beide profitieren gegenseitig von ihren jeweiligen Jagdfähigkeiten und können dadurch ihren Jagderfolg verbessern.

Dasselbe Verhalten wurde beim Grossen Blauen Kraken beobachtet, der mit verschiedenen Fischarten zusammen jagt. Die Zusammenfassung der Studie von Bayley et al. (2020) dazu ist in der Bibliothek zu lesen.

Gemeinsame Jagd der Riesenmuränen (Gymnothorax javanicus) und Rotmeer-Forellenbarsche (Plectropomus pessuliferus) im Korallenrif (mit Erklärungen vom Wissenschaftler auf Englisch).

Die Umweltbedingungen im Lebensraum der Fische ändern sich immer wieder. Lern- und Erinnerungsvermögen bietet daher den Fischen die nötige Flexibilität, damit sie sich in ihrer Umwelt zurechtzufinden. Ihre Informationen beziehen sie aus verschiedenen Quellen ihrer Umgebung. Sie registrieren, wie die Strukturen in ihrer Umgebung zueinander positioniert sind, sie merken sich spezielle Orientierungspunkte oder Gerüche. Ein Beispiel für die Orientierung via Geruch sind die weiten Wanderungen der Lachse, die vom Geburtsort im Fluss ins Meer wandern und zum Laichen zielgenau wieder zurück zum Geburtsort in den Fluss aufsteigen.

Fische manipulieren ihre Umgebung sehr gezielt. Viele Fischarten bauen Nester, um darin Eier zu legen oder sich vor Feinden zu schützen. Der Goldstirn-Kieferfisch (Opistognathus aurifrons) ist bekannt für seine raffinierte Bautätigkeit. Er gräbt zuerst eine Grube und baut darin eine Art Stützmauer aus herangeschleppten Steinen, die er vorher sorgfältig aussucht und auch mal auswechselt, wenn sie nicht passen. Die Grube wird vertieft und mit der Zeit entsteht unterhalb der Mauer eine Höhle, die nur durch die schmale Öffnung in der Mauer zugänglich ist.

Fische gebrauchen auch Werkzeuge. Verschiedentlich wurden Lippfische dabei beobachtet, wie sie Felsen als Ambosse einsetzten, um Muscheln zu öffnen. Die vielen verstreuten Muschelschalen deuteten darauf hin, dass die Fische den Fels gezielt aufsuchten und dass er sich für den Zweck speziell gut eignete (siehe Video unten). Andere Lippfische schmettern Seeigel gegen Korallen, damit sie ans weiche Fleisch herankommen.

Südamerikanische Buntbarsche der Gattung Aequidens sowie der Gemalte Schwielenwels (Hoplosternum thoracatum) legen ihre Eier auf Blätter, die sie bei Bedarf gut transportieren und in Sicherheit bringen können. 

Schützenfische (Toxotes chatareus) setzten gezielt Wasser ein, um an Beutetiere zu kommen. Verschiedene Studien zeigen, wie lernfähig diese Fische sind: Sie können bei Abschiessen von Insketen die Stärke des Wasserstrahls anpassen. Und sie können menschliche Gesichter unterscheiden. Die Zusammenfassung dieser Studie von Newport et al. (2016) ist in der Bibliothek zu lesen.

 

Der Lippfische benutzt den Felsen als Amboss, um die Muschel zu öffnen.

Putzerlippfische

Ein interessantes Beispiel für soziale Intelligenz findet man beim Gemeinen Putzerlippfische (Labroides dimidiatus). Die Putzerlippfische leben in Korallenriffen und unterhalten Putzstationen, an denen sich die Riffbewohner Parasiten und abgestorbene Haut entfernen lassen können.

Der einzelne Putzerlippfisch kennt seine Kundschaft genau und weiss, ob es ein ständiger Kunde ist oder ob er nur vorübergehend in der Gegend ist. Er erkennt auch, ob der Kunde ein Raubfisch ist oder nicht. Da die Dienstleister einen Ruf als guter Putzer zu verlieren haben, müssen sie ihre Arbeit gut machen.

Dennoch mogeln sie manchmal und beissen dem Kunden etwas Haut ab (Schuppen und der Hautschleim sind eine wertvolle Nahrungsquelle). Ist ihr Kunde ein Raubfisch, sind sie damit jedoch sehr zurückhaltend. Haben sie einen Kunden mit einem Biss ins Schuppenkleid verärgert, schwimmen sie ihm nach und beschwichtigen ihn, indem sie ihm eine Rückenmassage verpassen. Diese Beschwichtigungs-Verhalten setzen sie auch ein, um eine Beziehung zum Kunden aufzubauen oder wenn sie gefährliche Kundschaft wie Raubfische haben.

Das Beispiel zeigt, dass die Putzerlippfische andere Fische individuell erkennen und sie auch kategorisieren können.

Mehr Informationen zu Putzerlippfischen und ihrer ökologischen Rolle sind hier nachzulesen: "Wellness im Ozean" (pdf)

Weitere Informationen

Zu diesen ausgewählten Publikationen zu den kognitiven Fähgkeiten von Fischen sind deutsche Zusammenfassungen in der Bibliothek zu lesen:

Spieglein, Spieglein – Und sie erkennen sich doch
Kohda et al., 2022

"Wenn der Krake mit dem Fisch" (mit Video über das gemeinsame Jagen von Krake und Fischen).
Bayley, D.T.I., Rose, A., 2020.

"Spieglein, Spieglein – Haben Fische ein Selbstbewusstsein?"
Kohda, M., et al., 2019.

"Der Schreck lässt nicht nach – Langzeitgedächtnis bei Putzerfischen"
Triki, Z., Bshary, R., Goymann, W., 2019.

Literatur

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Bayley, D. T. I., & Rose, A. (2020). Multi-species co-operative hunting behaviour in a remote Indian Ocean reef system. Marine And Freshwater Behaviour And Physiology, 1-8. (abstract)
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Kohda, M., Hotta, T., Takeyama, T., Awata, S., Tanaka, H., . Y. Asai, J., & Jordan, A. L. (2019). If a fish can pass the mark test, what are the implications for consciousness and self-awareness testing in animals?. Plos Biol, 17, e3000021. (abstract)
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