Соседи помогли родостомусам скорректировать траекторию в повороте

Европейские и китайские ученые изучили смену траектории движения стайных рыб на примере особей вида Hemigrammus rhodostomus. Исследователи выяснили, что в малочисленных стаях смена траектории чаще всего происходит благодаря корректировке движения одной рыбы; при этом родостомусы могут менять направление движения и самостоятельно. Статья опубликована в журнале PLOS Computational Biology. 

Стайные животные обладают хорошей координацией, которая позволяет им быстро отвечать на смену направления движения остальной группы и менять траекторию в зависимости от этого. Факторы, помогающие участникам стаи эффективно ориентироваться в пространстве при совместном передвижении, могут быть самыми разными: движения ближайших соседей, движения соседей, находящихся в поле зрения или же движения высших по рангу особей. Например, среди голубей главными такими факторами являются иерархия и местоположение: птицы корректируют траекторию полета в ответ на движения высшей по рангу особи по их левое крыло. Летучие мыши, в свою очередь, также ориентируются на вышестоящих особей, но часто меняются ролями, копируя при этом поведение предыдущего лидера.

Что касается стайных рыб, то паттерны их поведения при смене траектории при групповом передвижении до сих пор не изучены до конца. Авторы новой работы проследили за сменой траектории рыб-родостомусов при групповом дугообразном повороте. Ученые во главе с физиком Ги Тероля (Guy Theraulaz) из Университета Тулузы проанализировали 1586 таких поворотов, выполненных малочисленными стаями в кольцевидном аквариуме: 1111 поворотов были выполнены группой из двух рыб, а остальные — группой из пяти.

Благодаря тому, что между сменой движения каждой из рыб есть небольшая задержка (отдельная рыба не сразу же меняет траекторию движения), ученым удалось точно определить, какой из членов группы повлиял на движение своего соседа. Кроме того, ученые определили, что в группах нет явного лидера: родостомусы по очереди занимали место впереди стаи.

Исследователи сосредоточились, в первую очередь, на корреляции направления, а именно — на анализе изменения траектории движения под воздействием изменения движения остальных рыб во время одного поворота. Анализ траектории движения двух рыб показал, что один родостомус менял траекторию движения в короткий промежуток времени (меньше секунды) в ответ на движения второй рыбы в 30 процентах случаев, в то время как в группах из пяти рыб «влиянию» остальные рыбы поддавались в 62 процентах случаев. 

Ученые выяснили, что самые «влиятельные» (в плане изменения траектории движения — в стаях из пяти рыб) рыбы чаще всего (в 32 процентах случаев) находились в голове стаи, а также могли занимать второе место (20 процентов случаев). Кроме того, исследователи также выявили, что в 58 процентах случаев родостомусы меняют траекторию движения, основываясь на повороте одного или двух соседей (58 процентов, 43 из которых — использование только одной рыбы). При этом рыбы в 38 процентах случаев рыбы меняли движения самостоятельно — то есть с задержкой более одной секунды после поворота ближайшего соседа.

На основании полученных данных авторы работы делают вывод, что внимание родостомусов при выборе траектории движения для поворота распределяется в сторону их самых ближайших соседей — причем им достаточно всего лишь одного повернувшей рыбы, а в некоторых случаях они могут скорректировать направление и самостоятельно.

Траекторию движения рыб также изучают и при их встрече с хищниками — для выявления факторов, помогающих особям эффективно скрыться от преследования. О том, как для этого пугали лабораторных аквариумных рыбок данио-рерио вы можете прочитать в наших заметках (1, 2).

Елизавета Ивтушок