ปลาโดยมากมีอวัยวะรับความรู้สึกที่พัฒนาแล้วเป็นอย่างดี ปลากลางวันเกือบทั้งหมดเห็นเป็นสีที่ดีอย่างน้อยก็เท่ากับของมนุษย์ ปลาหลายอย่างยังมีตัวรับสารเคมีที่ทำให้สามารถรู้รสและรู้กลิ่นอย่างน่าอัศจรรย์ แม้จะมีหูแต่ปลาหลายอย่างก็ได้ยินไม่ค่อยดี ปลาโดยมากมีตัวรับความรู้สึกที่ไวโดยเป็นองค์ประกอบของระบบ lateral line[3] ฉลามสามารถรู้สึกแรงสั่นในความถี่ 25-50 เฮิรตซ์ด้วยระบบนี้[4]
ปลากำหนดตำแหน่งของตนโดยใช้จุดสังเกต และอาจมีแผนที่ในใจซึ่งประกอบด้วยจุดสังเกตหรือสัญลักษณ์หลายจุด พฤติกรรมของปลาภายในเขาวงกต (maze) แสดงว่า ปลามีความจำเกี่ยวกับปริภูมิ (spatial memory) และแยกแยะสิ่งต่าง ๆ ทางตาได้ (visual discrimination)[5]
การเห็นเป็นระบบรับความรู้สึกที่สำคัญอย่างหนึ่งในสปีชีส์ปลาโดยมาก ตาปลาคล้ายกับของสัตว์มีกระดูกสันหลังบนบก เช่น นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แต่ก็มีเลนส์ตาที่กลมกว่า จอตาปกติจะมีทั้งเซลล์รูปแท่งและเซลล์รูปกรวยสำหรับทั้งที่แสงสลัวและมีแสงดี ปลาโดยมากเห็นเป็นสี ปลาบางอย่างสามารถเห็นรังสีอัลตราไวโอเลตและบางอย่างสามารถเห็นแสงโพลาไรส์ (polarized light) ในบรรดาปลาไม่มีขากรรไกร ปลาแลมป์เพรย์ทะเลมีตาที่วิวัฒนาการมาดี แต่แฮ็กฟิชก็มีเพียงแค่จุดรับแสง (eyespot)[6] ตาปลาจะปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมที่ปลาอยู่ เช่น ปลาทะเลน้ำลึกจะมีตาซึ่งเหมาะกับที่มืด
ปลาและสัตว์น้ำอื่น ๆ มีชีวิตอยู่กับแสงที่ต่างกับสัตว์บก เพราะน้ำดูดแสง ดังนั้น ยิ่งลึกเท่าไร แสงก็น้อยลงเท่านั้น น้ำยังดูดซึมแสงความยาวคลื่นต่าง ๆ อย่างไม่เท่ากัน เช่น จะดูดแสงความยาวคลื่นยาว (เช่น สีแดง สีส้ม) เร็วกว่าแบบความยาวคลื่นสั้น (น้ำเงิน ม่วง) โดยรังสีอัลตราไวโอเลต (ความยาวคลื่นยิ่งสั้นกว่าน้ำเงิน) ก็ถูกดูดอย่างรวดเร็วเช่นกัน[2] นอกจากคุณสมบัติทั่วไปของน้ำเช่นนี้ น้ำในที่ต่าง ๆ อาจดูดซึมแสงความยาวคลื่นต่าง ๆ โดยไม่เหมือนกันเพราะเกลือและสารเคมีอื่น ๆ ที่มีในน้ำ
การได้ยินเป็นระบบรับความรู้สึกที่สำคัญต่อปลาพันธุ์ต่าง ๆ โดยมาก ขีดต่ำสุดที่ได้ยินและสมรรถภาพในการระบุตำแหน่งต้นเสียงจะลดลงในน้ำซึ่งเสียงเดินทางได้เร็วกว่าในอากาศ การได้ยินใต้น้ำจะเป็นแบบได้ยินผ่านกระดูก (bone conduction) และการระบุตำแหน่งต้นเสียงดูเหมือนจะขึ้นอยู่กับความดัง (แอมพลิจูด) ที่แตกต่างกันโดยได้ยินผ่านกระดูก[7] เทียบกับมนุษย์ที่ระบุต้นเสียงได้เพราะเสียงมาถึงหูทั้งสองไม่พร้อมกัน สัตว์น้ำเช่นปลาจึงมีระบบการได้ยินพิเศษที่มีประสิทธิภาพใต้น้ำ[8]
ปลาสามารถได้ยินผ่านอวัยวะคือ lateral line และ otolith (ที่หู) ปลาบางชนิด เช่น ปลาคาร์ปและปลาเฮร์ริงบางพันธุ์ จะได้ยินด้วยกระเพาะปลาซึ่งมีหน้าที่คล้าย ๆ เครื่องช่วยการได้ยิน (hearing aid)[9] การได้ยินได้วิวัฒนาการมาอย่างดีในปลาคาร์ป มีอวัยวะพิเศษเป็นส่วนยื่นจากกระดูกสันหลังที่ส่งแรงสั่นจากกระเพาะปลาไปยังหูชั้นใน เป็นอวัยวะที่เรียกว่า Weberian organ
ส่วนปลาฉลามตรวจการได้ยินของมันได้ยาก แต่มันอาจได้ยินเสียงได้ดีมากและอาจได้ยินเสียงเหยื่อที่ห่างเป็นระยะทางหลายกิโลเมตร[10] ฉลามมีรูเปิดเล็ก ๆ ที่หัวทั้งสองข้าง (แต่ไม่ใช่ช่องหายใจ [spiracle]) ซึ่งเข้าไปยังหูชั้นในโดยตรงผ่านช่องเล็ก ๆ lateral line ของฉลามก็มีระเบียบคล้าย ๆ กันโดยเปิดรับสิ่งแวดล้อมผ่านชุดช่องเปิดที่เรียกว่ารู lateral line ซึ่งแสดงแหล่งกำเนิดเดียวกันของอวัยวะรับแรงสั่นและอวัยวะรู้เสียงสองอย่างนี้โดยรวมเรียกว่า acoustico-lateralis system ในปลากระดูกแข็งและสัตว์สี่ขา (tetrapod, superclass "Tetrapoda") ช่องที่เปิดเข้าไปถึงหูชั้นในได้หายไปแล้ว
lateral line ในปลาและในสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกระยะอยู่ในน้ำ เป็นระบบการตรวจจับกระแสน้ำ ปกติหมายถึงกระแสน้ำวน และยังไวต่อแรงสั่นความถี่ต่ำอีกด้วย มันใช้เพื่อหาทิศทาง ล่าเหยื่อ และอยู่รวมเป็นฝูง ตัวรับแรงกลก็คือเซลล์ขน ซึ่งก็ใช้ในระบบการทรงตัวและระบบการได้ยินด้วย เซลล์ขนในปลาใช้ตรวจจับการเคลื่อนไหวของน้ำรอบ ๆ ตัว เซลล์จะฝังอยู่ในส่วนยื่นคล้ายวุ้นที่เรียกว่า cupula จึงมองไม่เห็นและไม่ปรากฏบนผิวหนัง ส่วนตัวรับรู้ไฟฟ้าเป็นเซลล์ขนดัดแปลงของระบบ lateral line
ปลาและสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกระยะอยู่ในน้ำตรวจจับการเคลื่อนไหวของน้ำด้วย lateral line เป็นระบบที่ประกอบด้วยชุดอวัยวะรับความรู้สึกที่เรียกว่า นิวโรแมสต์ (neuromast) ซึ่งอยู่ไปตามลำตัวของปลา[11] นิวโรแมสต์อาจอยู่เดี่ยว ๆ (superficial neuromasts) หรืออยู่ในช่องน้ำ (canal neuromasts) เซลล์รับความรู้สึกในนิวโรแมสต์เป็นเซลล์ขนที่ฝังอยู่ในวุ้นของ cupula[12] cupula และ stereocilia ซึ่งเป็นส่วนขนเซลล์ขน จะขยับไปตามการไหลของกระแสน้ำ เส้นใยประสาทนำเข้าก็จะได้กระแสประสาทแบบกระตุ้นหรือยับยั้งขึ้นอยู่กับว่า เซลล์ขนซึ่งส่งกระแสประสาทจะงอไปในด้านที่ถนัดหรือด้านตรงกันข้าม
เซลล์ประสาทเกี่ยวกับ lateral line จะตอบสนองโดยเป็นแผนที่ somatotopic map ภายในสมองซึ่งช่วยบอกปลาถึงกำลังและทิศทางของกระแสน้ำตามส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย แผนที่นี้อยู่ใน medial octavolateral nucleus (MON) ของ medulla และอยู่ในเขตสมองชั้นสูงกว่านั้น เช่น torus semicircularis[A][13]
การตรวจจับแรงดันใช้อวัยวะ organ of Weber เป็นระบบที่มีรยางค์สามรยางค์ของกระดูกสันหลัง ที่ถ่ายทอดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของกระเพาะปลาไปยังหูชั้นใน ซึ่งใช้ควบคุมการลอยตัวของปลา อย่างไรก็ดี ปลาวงศ์ปลาหมูในสกุล Misgurnus (weather fish) และปลาอันดับปลาตะเพียนอื่น ๆ ก็ตอบสนองต่อแรงดันต่ำได้แม้จะไร้กระเพาะปลา
ประสาทสัมผัสที่คล้ายกับการได้กลิ่นจากอากาศก็คือการรู้รสของน้ำ ปลาหนังขนาดใหญ่หลายพันธุ์มีตัวรับสารเคมีตลอดร่างกาย ซึ่งหมายความว่ามันสามารถ "รู้รส" ของสิ่งที่มาถูกและสามารถรู้กลิ่นของสารเคมีในน้ำ คือ "ในปลาหนัง การรู้รสมีบทบาทหลักในการรู้ทิศทางและกำหนดตำแหน่งของอาหาร"[14]
ปลาแซลมอนสามารถรู้กลิ่นได้ดี การคาดคะเนว่า กลิ่นเป็นตัวช่วยให้ปลารู้แหล่งน้ำบ้านเกิดหรือไม่ ได้เริ่มตั้งแต่คริสต์ทศวรรษที่ 19 แล้ว[15] ในปี 1951 มีการเสนอสมมติฐานว่า เมื่ออยู่ในละแวกน้ำกร่อยหรือปากแม่น้ำที่มันเกิด ปลาแซลมอนจะได้ตัวช่วยเป็นสารเคมีที่ตนสามารถได้กลิ่น ซึ่งไม่เหมือนกับของแหล่งน้ำอื่น เป็นกลไกเพื่อให้สามารถเข้าไปในแหล่งน้ำเกิดได้ถูกต้อง[16] ในปี 1978 นักวิจัยได้แสดงอย่างน่าเชื่อถือว่า ปลาแซลมอนสามารถระบุแหล่งน้ำเกิดของตนได้อย่างแม่นยำก็เพราะระบุกลิ่นได้ แล้วแสดงด้วยว่า กลิ่นแหล่งน้ำจะฝังอยู่ในความจำของปลาเมื่อโตขึ้นเป็นลูกปลาระยะ smolt เพียงก่อนจะอพยพเข้าไปในทะเล[17][18][19]
ปลาแซลมอนที่กำลังกลับบ้านเกิด ยังสามารถระบุกลิ่นพิเศษของสาขาแม่น้ำเมื่อว่ายทวนกระแสน้ำของแม่น้ำใหญ่ด้วย และอาจไวกลิ่นฟีโรโมนพิเศษที่ลูกปลาพวกเดียวกันปล่อย มีหลักฐานว่ามันสามารถ "แยกแยะระหว่างกลุ่มปลาสองกลุ่มในพันธุ์ของตนเอง"[17][20]
ฉลามมีประสาทรับกลิ่นที่ดี ซึ่งอยู่ในรูสั้น ๆ (ซึ่งไม่รวมเข้าด้วยกันเหมือนกับปลากระดูกแข็ง) ระหว่างช่องจมูกหน้ากับหลัง ฉลามบางพันธุ์สามารถได้กลิ่นเลือดในะรดับ 1 ppm ในน้ำทะเล[21] ฉลามสามารถระบุทิศทางของกลิ่นขึ้นอยู่กับเวลาที่จมูกแต่ละข้างตรวจจับกลิ่นได้[22] ซึ่งเป็นวิธีเดียวกันที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมกำหนดต้นเสียง สารเคมีที่พบในลำไส้ของสัตว์หลายสปีชีส์จะดึงดูดความสนใจของมันได้ดีกว่า มันบ่อยครั้งจึงอ้อยอิ่งอยู่แถว ๆ ที่ทิ้งน้ำเสีย ฉลามบางพันธุ์ เช่น ปลาฉลามพยาบาลมีหนวดภายนอกที่ช่วยรับกลิ่นเหยื่อได้ดีขึ้น
ยีน major histocompatibility complex (MHC) เป็นกลุ่มยีนที่มีในสัตว์หลายอย่างและสำคัญต่อระบบภูมิคุ้มกัน โดยทั่วไป ลูกของพ่อแม่ซึ่งมียีน MHC ต่างกันจะมีระบบภูมิคุ้มกันที่แข็งแรง ปลาสามารถได้กลิ่นบางอย่างเกี่ยวกับยีน MHC ของเพศตรงข้ามและชอบใจคู่ที่มียีน MHC ต่างกับของตนเอง[23]
การรับรู้ไฟฟ้า (electroreception, electroception) เป็นสมรรถภาพในการตรวจจับสนามไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้า ปลาบางชนิด เช่นปลาหนังและฉลาม มีอวัยวะที่สามารถตรวจจับศักย์ไฟฟ้าที่อ่อนจนถึงระดับมิลลิโวลต์[24] ปลาอื่น ๆ เช่น ปลาในอันดับปลาไหลไฟฟ้า (Gymnotiformes) สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าอย่างอ่อน ๆ ซึ่งใช้นำทางและเพื่อสื่อสารกับปลาพวกเดียวกัน
ฉลามมีกระเปาะลอเร็นซีนี (ampullae of Lorenzini) เป็นอวัยวะรับรู้ไฟฟ้า มีจำนวนเป็นร้อย ๆ ถึงพัน ๆ ใช้ตรวจจับสนามไฟฟ้าแม่เหล็กที่สิ่งมีชีวิตทั้งหมดสร้าง[25] ซึ่งช่วยฉลาม (โดยเฉพาะปลาฉลามหัวค้อน) หาเหยื่อ ฉลามไวไฟฟ้ามากที่สุดในบรรดาสัตว์ทั้งหมด สามารถหาเหยื่อที่ซ่อนอยู่ในทรายโดยอาศัยสนามไฟฟ้าที่เหยื่อสร้าง กระแสน้ำมหาสมุทรซึ่งวิ่งอยู่ในสนามแม่เหล็กโลกก็สร้างสนามไฟฟ้าที่ปลาสามารถใช้รู้ทิศทาง (orientation) และอาจเพื่อนำทาง (navigation) ด้วย[26]
ปลาดุกไฟฟ้าสามารถสร้างสนามไฟฟ้าแล้วตรวจจับวัตถุใกล้ ๆ ซึ่งรบกวนสนามไฟฟ้า โดยใช้เพื่อนำทางผ่านน้ำขุ่น คือสามารถใช้ความเปลี่ยนแปลงต่อเส้นและความเข้มสนามไฟฟ้าเพื่อระบุลักษณะต่าง ๆ ของวัตถุ/สัตว์รวมทั้งรูปร่าง ขนาด ระยะทาง ความเร็ว และการนำกระแสไฟฟ้า ปลาไฟฟ้ายังสามารถสื่อสาร ระบุเพศ อายุ และลำดับชั้นทางสังคมภายในพันธุ์เดียวกันอาศัยสนามไฟฟ้า ปลาไฟฟ้าแบบอ่อนในทะเลบางอย่างอาจสร้างเกรเดียนต์สนามไฟฟ้าเพียงแค่ 5 นาโนโวลต์/ซม.[27]
ปลาฉลามปากเป็ดล่าแพลงก์ตอนด้วยตัวรับไฟฟ้าแบบพาสซีฟเล็ก ๆ เป็นพัน ๆ ซึ่งอยู่ที่จมูกยื่น หรือที่เรียกว่า rostrum สามารถตรวจจับสนามไฟฟ้าที่กวัดแกว่งในความถี่ 0.5-20 เฮิรตซ์ซึ่งกลุ่มแพลงก์ตอนกลุ่มใหญ่ที่เป็นอาหารสร้างสัญญาณนี้ขึ้น[28] ปลาไฟฟ้าใช้ระบบรับความรู้สึกแบบแอ็กทิฟเช่นนี้เพื่อตรวจสอบสิ่งแวดล้อมและสร้างภาพไฟฟ้าพลวัต[29]
ในปี 1973 นักวิจัยได้แสดงว่า ปลาแซลมอนแอตแลนติกมีการตอบสนองของระบบสูบฉีดโลหิตอย่างมีเงื่อนไข (conditioned cardiac responses) ต่อสนามไฟฟ้าที่ความเข้มในระดับที่พบในมหาสมุทร "ความไวเช่นนี้อาจทำให้ปลาที่กำลังอพยพสามารถว่ายน้ำตาม หรือทวนกระแสน้ำมหาสมุทรเมื่อไร้หลักที่หมายซึ่งอยู่ก้บที่"[30]
การรับรู้สนามแม่เหล็ก (magnetoception, magnetoreception) เป็นการตรวจจับทิศทางอาศัยสนามแม่เหล็กโลก ในปี 1988 นักวิจัยพบเหล็กในรูปแบบแร่แมนีไทต์ (magnetite) แบบ single domain[B] ในกะโหลกของปลาแซลมอนซ็อกอาย โดยมีมากพอที่จะใช้เพื่อรับรู้สนามแม่เหล็ก[31]
ปลาแซลมอนอพยพเป็นพัน ๆ กิโลเมตรทั้งจากและไปสู่ที่ผสมพันธุ์[32] มันใช้ชีวิตเบื้องต้นในแม่น้ำ แล้วว่ายออกไปในทะเลเมื่อโตขึ้น เป็นที่ที่ปลาเติบโตขยายขนาดมากที่สุด หลังจากโตโดยร่อนเร่ไปในมหาสมุทรเป็นเวลาหลายปีในระยะทางที่ไกลแสนไกล ปลาแซลมอนที่รอดชีวิตโดยมากสามารถกลับมายังแม่น้ำบ้านเกิดเพื่อวางไข่ โดยกลับไปอย่างแม่นยำแทบไม่น่าเชื่อ และแม้กระทั่งกลับไปยังจุดที่เกิด คือปลาโดยมากจะว่ายทวนกระแสขึ้นไปในแม่น้ำจนถึงจุดที่ตนเกิด[17]
มีทฤษฎีหลายทฤษฏีว่านี่เป็นไปได้อย่างไร ทฤษฏีหนึ่งก็คือ ปลามีสิ่งชี้นำสนามแม่เหล็กโลกและกลิ่นเป็นตัวช่วยนำทางไปสู่บ้านเกิด คือเชื่อว่า เมื่ออยู่ในมหาสมุทร มันใชัการรับรู้สนามแม่เหล้กเพื่อหาทิศทางในมหาสมุทรและตำแหน่งทั่วไปของแม่น้ำบ้านเกิด เมื่อไปใกล้แม่น้ำก็จะใช้กลิ่นเพื่อระบุปากแม่น้ำและแม้แต่จุดที่เกิด[33]
งานทดลองพบว่า ปลามีการตอบสนองแบบเจ็บปวดและกลัว ยกตัวอย่างเช่น ในงานทดลองตามที่ว่า ปลาคางคกร้องเมื่อถูกไฟช็อต และเพียงสักระยะหนึ่ง ก็จะร้องแม้เพียงแค่เห็นอิเล็กโทรดที่ใช้ช็อต[34]
ในปี 2003 นักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อตที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระและสถาบันโรสลินสรุปว่า ปลาเรนโบว์เทราต์แสดงพฤติกรรมที่บ่อยครั้งสัมพันธ์กับความเจ็บปวดในสัตว์อื่น ๆ การฉีดพิษผึ้งหรือกรดน้ำส้มที่ปากจะทำให้ปลาโยกตัวและถูปากที่ข้างและพื้นของแท็งก์ปลา ซึ่งนักวิจัยสรุปว่าเพื่อบรรเทาความเจ็บปวดคล้ายวิธีที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทำ[35][36][37] เซลล์ประสาทยังส่งกระแสประสาทในรูปแบบที่คล้ายกับของมนุษย์อีกด้วย[37]
แต่นักวิชาการที่มหาวิทยาลัยไวโอมิงก็อ้างในปีเดียวกันว่า งานศึกษาไม่สมบูรณ์เพราะไม่ได้ให้หลักฐานว่าปลามี "ความสำนึกโดยเฉพาะความสำนึกที่คล้ายกับของเราอย่างสำคัญ"[38] และอ้างว่า เพราะสมองปลาต่างกับของมนุษย์มาก ปลาไม่น่าจะมีจิตสำนึกเหมือนกับมนุษย์ ดังนั้น ปฏิกิริยาที่คล้ายกับของมนุษย์ต่อความเจ็บปวดมีเหตุอย่างอื่น นักวิชาการผู้นี้ได้ตีพิมพ์งานศึกษาเมื่อปีก่อนโดยอ้างว่า ปลาไม่สามารถรู้สึกเจ็บปวดเพราะสมองไม่มีคอร์เทกซ์ใหม่ (neocortex)[39]
แต่นักพฤติกรรมสัตว์ก็แย้งว่า ปลาสามารถมีจิตสำนึกโดยไม่มีคอร์เทกซ์ใหม่เพราะ "สปีชีส์ต่าง ๆ กันสามารถใช้โครงสร้างสมองและระบบที่ต่างกันเพื่อทำหน้าที่เดียวกัน"[37] ผู้สนับสนุนสวัสดิภาพของสัตว์ก็ได้ยกประเด็นความทุกข์ของปลาเมื่อติดเบ็ด ประเทศบางประเทศ เช่น เยอรมนีได้ห้ามวิธีการตกปลาบางอย่าง และราชสมาคมเพื่อการป้องกันความโหดร้ายต่อสัตว์ (RSPCA) ของอังกฤษจะดำเนินคดีกับบุคคลที่ทำโหดร้ายต่อปลา[40]
{{cite journal}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์)