Das Schwimmen durch turbulentes Wasser ist für Schwarmfische einfacher als für Einzelschwimmer, so eine Studie, die am 6. Juni in der Open-Access-Zeitschrift PLOS Biologie von Yangfan Zhang von der Harvard University, Massachusetts, USA, und Kollegen.
Die Fortbewegung ist für viele Aspekte des tierischen Verhaltens von entscheidender Bedeutung, von der Fortpflanzung über die Nahrungsaufnahme bis hin zur Migration. Viele Arten haben Anpassungen entwickelt, die ihre Fortbewegung effizienter machen. In dieser Studie schlagen Zhang und seine Kollegen die „Turbulent Shelving Hypothesis“ vor, die besagt, dass sich Fische durch das Reisen in Schwärmen gegenseitig vor störenden Wasserströmungen schützen können, was ihnen das Schwimmen durch raue Gewässer erleichtert.
Um diese Hypothese zu testen, führten die Forscher Versuche mit Riesenbärblingen (Devario aeqipinnatus) durch und beobachteten diese Fische beim Schwimmen allein oder in Gruppen von acht in sowohl turbulentem als auch stetig fließendem Wasser. Hochgeschwindigkeitskameras ermöglichten es den Forschern, die Bewegungen der Fische beim Schwimmen zu beobachten, und ein Respirometer ermöglichte die Messung der Atemfrequenz und des Energieverbrauchs der Fische.
Diese Versuche ergaben, dass Schwarmfische beim Schwimmen in turbulentem Wasser bis zu 79 % weniger Energie verbrauchten als Einzelfische. Schwarmfische sammelten sich in turbulentem Wasser auch dichter beieinander als in ruhigem Wasser, während Einzelfische in turbulenteren Strömungen viel heftiger mit dem Schwanz schlagen mussten, um die gleiche Geschwindigkeit beizubehalten.
Diese Ergebnisse stützen die „Turbulenzschutzhypothese“, die darauf schließen lässt, dass die Fortbewegungseffizienz ein treibender Faktor für die Entwicklung des Schwarmverhaltens sein könnte. Diese Informationen sind wertvoll für das Verständnis der Fischökologie und der Grundlagen der Hydrodynamik und könnten auch für die Gestaltung und Erhaltung von Lebensräumen genutzt werden, die geschützten Fischarten Schutz bieten oder invasive Arten abhalten sollen.
Die Autoren weisen darauf hin, dass künftige Studien auf diesen Erkenntnissen aufbauen könnten, um die Energiedynamik von Gruppenbewegungen bei weiteren Wasser- und Lufttieren zu erforschen.
Die Autoren fügen hinzu: „Welche Funktion hat das Schwarmverhalten bei Fischen? Wir zeigen, dass das Leben in einem Schwarm den Energieaufwand für Fische, die in einer turbulenten Umgebung schwimmen, im Vergleich zum Alleinschwimmen erheblich reduziert. Dies stützt die Hypothese, dass das Schwarmverhalten einzelne Fische vor dem erhöhten Energieaufwand schützt, der mit dem Schwimmen in Turbulenzen verbunden ist.“
Mehr Informationen:
Zhang Y, Ko H, Calicchia MA, Ni R, Lauder GV, Kollektive Bewegung von Fischschwärmen reduziert die Kosten der Fortbewegung unter turbulenten Bedingungen, PLoS Biologie (2024). DOI: 10.1371/journal.pbio.3002501