Speed Synchrony Promotes Collective Motion in Mixed-Species Fish Schools
Durch eine Kombination aus Experimenten und Modellierung zeigt diese Studie, dass trotz intrinsischer Verhaltensunterschiede zwischen Rosenschbarben und Tigerbarben lokale Geschwindigkeitsanpassungs-Interaktionen es heterogenen, gemischten Artengruppen ermöglichen, eine kollektive Bewegung zu erreichen, die von einem einzigen schnellen Schwimmmodus dominiert wird, wodurch bestätigt wird, dass kanonische Prinzipien des kollektiven Verhaltens auch auf diverse Tiergemeinschaften übertragbar sind.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Stellen Sie sich eine belebte Tanzfläche vor, auf der zwei verschiedene Arten von Tänzern versuchen, sich gemeinsam zu bewegen. Auf der einen Seite haben Sie die Rosy Barbs, eine Fischart, die es liebt, in einem schnellen, stetigen Tempo umherzuzusurfen. Auf der anderen Seite haben Sie die Tiger Barbs, die etwas unentschlossener sind: Manchmal gleiten sie langsam dahin, und ein anderes Mal sprinten sie schnell los.
Wissenschaftler am Indian Institute of Science wollten wissen: Was passiert, wenn man diese beiden Gruppen in einem Tank mischt? Prallen sie aufeinander? Teilen sie sich auf? Oder können sie tatsächlich synchron tanzen?
Die große Überraschung: Die Zeitlupe verschwindet
Als die Forscher 16 Rosy Barbs zusammenbrachten, schwammen sie alle schnell. Als sie 16 Tiger Barbs zusammenbrachten, war die Gruppe ein chaotischer Mix aus langsamen und schnellen Schwimmern. Aber hier geschah der Zaubertrick: Als sie die beiden Arten in Gruppen von 16 miteinander mischten, passierte etwas Seltsames. Die „langsamen“ Tiger Barbs verschwanden.
Plötzlich schwamm die gesamte gemischte Gruppe – sowohl die Rosy Barbs als auch die Tiger Barbs – mit derselben schnellen Geschwindigkeit, etwa 8,1 Körperlängen pro Sekunde. Die Tiger Barbs wurden nicht nur durch die Rosy Barbs ausgebremst; stattdessen schienen die Tiger Barbs zu vergessen, wie man langsam schwimmt, und passten sich perfekt dem Tempo der Rosy Barbs an.
Die Arbeit legt nahe, dass dies nicht daran liegt, dass die Tiger Barbs beschlossen haben, sich anders zu „verhalten“, oder dass eine Art die andere herumkommandiert. Es sieht vielmehr nach einer einfachen Regel der Tanzfläche aus: Wenn man neben jemandem schwimmt, versucht man, dessen Geschwindigkeit anzupassen. Da die Rosy Barbs von Natur aus schnell sind, fanden die Tiger Barbs ganz natürlich in diesen schnellen Rhythmus hinein.
Das „Klumpen“ und das „Sortieren“
Obwohl sie mit der gleichen Geschwindigkeit und in die gleiche Richtung schwammen (wie ein perfekt ausgerichtter Vogelschwarm), vermischten sich die Fische nicht perfekt wie Zucker in Tee.
Wenn man genau in den Tank geschaut hätte, hätte man einen Effekt der räumlichen Sortierung gesehen. Die Rosy Barbs neigten dazu, sich eng an andere Rosy Barbs zu halten, und die Tiger Barbs hielten zu ihrer eigenen Art zusammen. Es ist wie eine Gruppe von Freunden bei einem Konzert: Sie tanzen alle zum gleichen Beat und blicken alle in die gleiche Richtung zur Bühne, aber die besten Freunde halten sich immer noch in ihrem eigenen kleinen Kreis zusammen.
Die Forscher maßen dies, indem sie überprüften, wie oft Fische derselben Art Nachbarn waren. Sie fanden heraus, dass die Fische viel wahrscheinlicher neben ihrer eigenen Art waren, als wenn sie einfach zufällig zusammengeworfen worden wären. Die Arbeit legt nahe, dass dies geschieht, weil Fische eine stärkere „Anziehung“ zu ihrer eigenen Art verspüren als zu einer anderen Art, selbst wenn sie zusammen schwimmen.
Wie sie es herausfanden
Um zu verstehen, warum dies geschah, erstellten die Wissenschaftler eine Computersimulation. Sie raten nicht einfach nur, sondern erschufen eine virtuelle Welt, in der digitale Fische spezifischen Regeln folgten.
- Die Geschwindigkeitsregel: Sie programmierten die Fische so, dass sie versuchen, die Geschwindigkeit ihrer Nachbarn anzupassen.
- Das Ergebnis: Als sie die Tiger Barbs (die eine starke Tendenz haben, ihre Nachbarn zu imitieren) mit den Rosy Barbs (die von Natur aus schnell sind) mischten, zeigte der Computer exakt das gleiche Ergebnis wie der echte Tank: Das langsame Schwimmen verschwand und alle wurden schneller.
- Die Sortierregel: Um zu erklären, warum die Fische sich dennoch ihrer eigenen Art anschlossen, benötigte die Simulation noch eine weitere Anpassung: Die „Anziehung“ zwischen zwei Fischen derselben Art musste etwas stärker sein als die Anziehung zwischen zwei verschiedenen Arten.
Was das bedeutet
Die Arbeit zeigt, dass zwei Gruppen von Tieren, die innerlich sehr unterschiedlich sein können (eine ist von Natur aus schnell, die andere ist eine Mischung aus schnellen und langsamen Schwimmern), dennoch eine enge, koordinierte Gruppe bilden können. Dies geschieht, indem sie einfach versuchen, die Geschwindigkeit des jeweils anderen anzupassen.
Die Forscher betonen vorsichtig, dass dies nicht bedeutet, dass die Tiger Barbs „Anführer“ sind oder die Rosy Barbs „Anführer“ sind. Es ist lediglich ein Nebeneffekt der Art und Weise, wie sie interagieren. Die Arbeit merkt auch an, dass dies zwar für diese zwei spezifischen Fischarten funktioniert, wir aber noch nicht wissen, ob es für alle Tiere gilt. Aber für den Moment beweist es, dass man nicht identisch sein muss, um gemeinsam zu sich zu bewegen; man muss nur bereit sein, den Takt zu halten.
Kurz gesagt: Zwei verschiedene Arten von Fischen können einen einzigen, super-schnellen, super-koordinierten Schwarm bilden, aber sie werden es dennoch vorziehen, sich mit ihrer eigenen Art abzuschmießen, während sie das tun.
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