揭秘灯鱼的群游奥秘

发表时间: 2017-12-20 20:03

一项新的研究探讨了鱼类如何群游。通过追踪红鼻剪刀（rummynose tetras）的行动，研究人员能够更清楚地了解鱼类如何在其群体中互动。在研究过程中，科学家们发现了一些令人着迷的发现。

红鼻（头）剪刀可以说是最会群游的灯鱼之一（图：Flair Wang）

研究人员研究了红鼻剪刀（Hemigrammus rhodostomus）的群游行为，以便了解这些灯鱼在鱼群中如何与其他鱼只协调。通过使用行为分析的新方法结合计算机模型来绘制直接互动链，研究人员得知了灯鱼群体动力学的新见解：

每一条鱼并不会试图与周围的所有鱼类协调，而是一次只会跟随着一、两条鱼的行动。这就像在跳广场舞一样，你不是试图与整个团队协调，只是试着与另一个人动作一致。当有很多参与者在跳这个舞蹈时，看起来就像一群人做同样的动作，但其实只是个体与团体中的另一个体动作一致而已。

换句话说，当周围的邻鱼越多时，鱼只更可能受到邻鱼（以及鱼群）的影响。作为一位鱼痴，你应该知道鱼群如果越大，它们就越有可能一起群游。

当周围的邻鱼越多时，鱼只更可能受到邻鱼（以及鱼群）的影响（图：Flair Wang）

灯鱼并不是简单地只跟随它们最近邻鱼的领导。

来自布里斯托大学的研究：

每条鱼都需要好邻居

新的研究显示，群游的鱼只会不断地变换它们决定要注意的对象，并且一次只会回应一、两只邻鱼。该研究发表在PLOS计算生物学中，开发了一种将行为分析与计算机模型相结合的新方法，以绘制鱼群的直接互动链。包括布里斯托大学在内的国际研究小组发现，当鱼群整群移动时，鱼只个体会关注它的邻居动向。

当鱼群整群移动时，鱼只个体会关注它的邻居动向（图：Flair Wang）

群游的鱼只展现了出色的整体协调性，许多个体一只接着一只的一起移动。这是因为群体中的个体对其他成员的行动做出了反应。然而，不知道每只个体关注的个体数量有多少。

了解一只鱼如何与邻鱼一起行动非常重要，因为这些互动揭示了一个鱼群如何移动和探索环境，并有助于确定方向信息如何在整个群体中传播。

布里斯托大学工程数学系的资深讲师LucaGiuggioli博士说道：「我们的研究显示，在相对常见的观赏鱼类中，展现出非常强烈群游行为的红鼻剪刀－有着少数具影响力的邻鱼，通常是一两只，而且不一定是最靠近的邻鱼，令人惊讶的是，群体中的协调性似乎发生在那些不断变换关注对象的鱼只身上。」

在没有领导者的情况下，一个团队中协调共同行动和动作的能力具有许多优点。它使得任务能够以有效的方式在个体之间进行分配，并使群体对失去领导者具有高度适应能力，因为群体的行为并不取决于任何一只个体。红鼻剪刀似乎已经选择了这种协调策略，任何一条鱼都可能根据需要而成为领导者。

这项研究显示了数百万年的发展，自然界已经开发出共同的信息处理和协调方法，提供超越个人能力的优势。研究结果可以用来协调人造系统和人工代理的行为，例如未来可用于搜寻和救援行动、环境和野生动物监测的无人机群。

在确定个体层面的互动和邻鱼的影响力之后，研究小组的下一步就是了解这些信息来源，以及由个体进行的感官运动机制是如何组合，来决定它们自己的未来运动。回答这些问题将有助于研究人员精确地预测鱼群的集体模式，以及定向信息要如何在一个群体中传播。