L’apprendimento sociale nei pesci: intervista a Culum Brown

I pesci hanno molte più capacità cognitive di quanto si pensi normalmente. Per esempio, sanno risolvere problemi, sono capaci di apprendimento pavloviano, sanno stimare la numerosità di un gruppo e hanno un’ottima memoria. A volte, anche meglio di alcuni mammiferi. Tra le 32mila specie di pesci conosciute, più di tutte le altre specie di vertebrati messe assieme, è stato osservato che alcune sono in grado di usufruire di sassi e altri strumenti: ad esempio, i membri della famiglia Toxotidae sanno cacciare con spruzzi d’acqua, colpendo con precisione le proprie prede^[1].

Forse non è un caso che il banco di pesci, in inglese, si chiami “school” (scuola). Infatti, dagli studi emerge che, in alcune specie, i pesci sono in grado di imparare da altri esemplari, persino da quelli appartenenti a specie differenti. Questo fenomeno si chiama apprendimento sociale^[2].

Ce ne parla Culum Brown, uno tra i maggiori esperti mondiali di cognizione dei pesci, Professore alla Macquarie University di Sydney (Australia) ed editor di The Journal of Fish Biology.

Come sappiamo che i pesci sono capaci di apprendimento sociale?

Ci sono molti esempi di apprendimento sociale nei pesci. Innanzitutto, lo abbiamo dimostrato in laboratorio, principalmente con i guppy. Alleniamo quelli che chiamiamo “guppy dimostratori” – che sono, in sostanza, insegnanti – a passare attraverso una fra due porte, una verde e una rossa, per accedere a un premio di cibo dall’altra parte.

Mentre li stai spingendo a superare una porta o l’altra, puoi introdurre guppy naïf (“ingenui”, NdT), che non hanno preferenze perché non hanno mai partecipato prima ad esperimenti. Questi cominciano a seguire i dimostratori, gli “insegnanti”, attraverso le porte.

Accade principalmente perché molti pesci tendono a raggrupparsi in banchi. Quindi, quando c’è un leader che sembra sapere quello che fa, gli altri pesci lo seguono.

Nel mio laboratorio in Australia ho allenato i pesci a fuggire da una rete. C’era questa grossa rete, che si muoveva verso il basso nell’acquario, che aveva una via di fuga. I pesci dovevano capire dove fosse la via di fuga. Essenzialmente ho scoperto che quanti più pesci c’erano nel gruppo, tanto più velocemente trovavano la via di fuga.

Più recentemente, è stato realizzato un esperimento molto bello, a Saint Andrews, dove i pesci dovevano risolvere un problema costituito da due fasi. I ricercatori dovevano allenare alcuni pesci ad avvicinarsi a una luce, mentre un altro gruppo di pesci è stato allenato a entrare in un feeding compartment, che è una sorta di piccola scatola. Dovevano capire come entrare nella scatola.

Successivamente hanno testato individui naïf, che non avevano idea di nessuna delle due componenti. Il loro successo è stato piuttosto basso.

Poi hanno testato gruppi fatti di individui che erano stati allenati solo per una delle due componenti più alcuni individui “ingenui” e il loro successo è stato circa del 40%. Ma quando hanno combinato gruppi che avevano informazioni sulla luce, informazioni sul compartimento e alcuni individui “ingenui”, gli individui riuscivano a risolvere il compito. Quindi, in quel caso non stavano solo imparando gli uni dagli altri, ma apprendevano diversi aspetti del problema da individui diversi, mettendolo insieme per risolvere il problema.

Perché l’apprendimento sociale nei pesci è vantaggioso?

I vantaggi evolutivi sono molti, ma quello principale è che è molto più veloce imparare copiando o seguendo altri individui di quanto non lo sia farlo da soli. Puoi immaginare di andare in un posto molto famoso, per esempio la via principale di Milano o qualcosa del genere e ci sono tantissimi ristoranti, no? In quanto turista, non hai idea di quale ristorante scegliere. Ma quello che potresti fare è guardare quale ristorante è più frequentato e usare questo come guida su quale potrebbe essere il ristorante migliore. E questo è apprendimento sociale: potrai usare quelle conoscenze per prendere una decisione molto, molto velocemente. Altrimenti dovresti provare tutti i ristoranti da solo, e richiederebbe moltissimo tempo.

Quindi, certamente, l’apprendimento sociale ti fornisce delle scorciatoie per risolvere i problemi. Ma può anche causare problemi se l’informazione ottenuta è datata. Possiamo immaginare una situazione in cui non campioni l’ambiente da solo e gli altri fanno tutti qualcosa di sbagliato perché le loro informazioni non sono aggiornate.

Perché è importante studiare le capacità cognitive dei pesci?

Credo che le capacità cognitive dei pesci siano molto sottovalutate da tutti. Anche gli scienziati che studiano l’apprendimento degli animali sottostimano le abilità cognitive dei pesci. Quindi è molto importante che facciamo capire alle persone che i pesci sono tanto intelligenti quanto gli animali terrestri, il che ha anche delle implicazioni per la biologia della conservazione e altri aspetti. Ma penso che la ragione principale sia di aumentare la consapevolezza delle persone sulla cognizione dei pesci per evitare che li sottostimino, perché ci sono importanti implicazioni di benessere animale. Penso che attualmente le persone, in generale, non considerino le persone come animali, o vertebrati, e molte legislazioni sul benessere animale in tutto il mondo non considerano i pesci perché spesso la gente sottovaluta le loro capacità mentali.

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Interagiamo con i pesci in molti modi – pesca commerciale, pesca sportiva, acquacoltura; nella scienza, attualmente i pesci sono secondi soltanto a ratti e topi in termini di numero di animali usati per la ricerca scientifica. E il commercio di pesci è enorme: ci sono più pesci come animali da compagnia di qualsiasi altro animale. Quindi interagiamo con i pesci in molti, molti modi, e credo sia importante per noi capirli completamente, così da poter gestire meglio i modi con cui interagiamo con loro.

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English version

Fishes are much smarter than we think. For instance, they can solve problems, they can learn by pavlovian conditioning, they can estimate numbers and they have a very good memory. In some cases, even better than some mammals. Among the 32000 species of fishes we know (more than all of the other vertebrates’ species together), we found out that some fishes can even use tools. For instance, archerfishes (Toxotidae family) can hunt by spraying water from their mouths, hitting their preys in a very precise way^[1].

Maybe it is not a case that groups of fishes are called “schools”. In fact, studies show that some fishes can learn from other individuals, even when they belong to different species. This phenomenon is known as social learning^[2]. Culum Brown, professor at the Macquarie University (Sydney, Australia) and editor of The Journal of Fish Biology, tells us about the topic. He is one of the world’s leading experts on fishes cognition.

How do we know that fishes can learn from one another?

There are lots of examples of social learning in fishes. The first was showed in the lab and was primarily with guppies. We trained what we call “demonstrator guppies“, which are effectively the teachers, to go through one of two doors, a red door or a green door, to access a food reward. What you can do is, as you train them to go through one door or the other, then you can introduce naive guppies, so they have no preference because they have never done the experiment before. They start to follow the demonstrators, the teachers, through these doors. It mostly happens because lots of fishes tend to school, and so when there is a leader that seems to know what it is doing, the other fishes just follow along.

In my laboratory in Australia I trained fishes to escape from a net. I had this big net that moved down the acquarium and it had an escape route in it. The fishes had to find out where the escape route was. I found that the more fishes there were in the group, the faster they could figure out where the escape route was.

More recently, there was a really cool experiment that was done where the problem that fishes had to solve had two phases to it. This was done in Saint Andrews. They had to train some fishes to approach a light, and then another group of fishes was trained to enter a feeding compartment, which is like a little box. They had to figure out how to get into the box. And what they did then is they tested naive fishes that had no clue about either components and their success rate was quite low. Then they tested groups that were made up of individuals that were trained in just one component and some naive individuals and their success was less than 40%. But when they combined groups that had information about the light and information about the compartment, and some naive individuals, then the individuals solve the tasks. So not only they could learn from one another, but they learnt different aspects of the problem, putting them together and then solving it.

Which are the volutionary advantages of social learning in fishes?

The evolutionary advantages are many, but the main one is that it is way faster to learn by copying or following other indivuals than it is to learn by yourself. I often use an analogy. You can imagine you go to a very popular place, say one of the main streets in Milan or something like that, and there’s all of these restaurants, right? As a tourist, you have no idea which restaurant to go to. But what you could do is look at which restaurant has the most people in it and use that as a guide of what the best restaurant might be. And that is social learning – you can then use that knowledge to make a decision very, very quickly. Otherwise you would have to sample every restaurant by yourself and it would take a really long time.

So, social learning provides a shortcut, if you like, to solving problems. But it can also cause problems if the social learning information is out of date. So you can imagine a scenario you don’t sample the environment and everyone else is doing the wrong thing because their information is outdated.

Why is it important to study fish cognition?

Fish cognition, I think, generally is grossly underrated by everybody, even scientists, even they who study animal cognition underestimate fish cognition. It is really important that we make people realize that fishes are just as smart as any terrestrial animal. That has lots of implications for conservation, biology and management and other aspects as well. But I think that the main thing is to increase people’s awareness of fish cognition to prevent people from underestimating them, because there are big welfare implications for that. I think, currently, people generally don’t consider fishes as animals, or even vertebrates, and many of the welfare legislations around the world don’t include fishes because people underestimate fishes mental capacities.

We interact with fishes in so many different ways – commercial fishing, recreational fishing, aquaculture; in science, fishes are now second only to rats and mice in terms of the number of animals used for the scientific research. And the acquarium trade is massive: there are more pet fish than there are any other animal. So, we interact with fishes in lots and lots of ways and it’s important for us, I think, to fully understand them, in order to better manage the ways we interact with fishes generally.

Referenze e approfondimenti

1. Brown C. (2015), Fish intelligence, sentience and ethics. Anim Cogn. 2015 Jan;18(1):1-17. doi: 10.1007/s10071-014-0761-0. Epub 2014 Jun 19. PMID: 24942105.
2. Brown C. & Laland K.N. (2003), Social learning in fishes: a review. Fish and Fisheries, Wiley Online Libraries. 4(3) pp. 280-288. DOI: 10.1046/j.1467-2979.2003.00122.x.