Seit über einem Jahrhundert versuchen Wissenschaftler zu verstehen, wie sich Fische gegen eine ankommende Strömung orientieren, auch ohne visuelle und Strömungshinweise. In einer Studie veröffentlicht in eLifeuntersuchen Forscher einen potenziellen hydrodynamischen Mechanismus der Rheotaxis von Fischen – Bewegung weg von oder in Richtung von Wasserströmungen – durch die Untersuchung der bidirektionalen Kopplung zwischen Fisch und der umgebenden Flüssigkeit.
Die Forscher weisen darauf hin, dass ein wichtiger Beitrag des vorgeschlagenen Modells die Behandlung des Fisches als invasiver Sensor ist, der sowohl auf die Hintergrundströmung reagiert als auch diese beeinflusst, wodurch eine gekoppelte Wechselwirkung zwischen dem Fisch und der Umgebung hergestellt wird.
Durch die Modellierung eines Fisches als Wirbeldipol, einer Strahlströmung mit einem System aus zwei Wirbeln, in einem unendlichen Kanal mit einer auferlegten Hintergrundströmung, etablierten sie ein dynamisches System, das die Existenz einer kritischen Strömungsgeschwindigkeit erfasst, damit sich Fische während der Leistung erfolgreich orientieren können Querstrom, periodische Kehrbewegungen.
Die Forscher stellten ihre Modelle experimentellen Beobachtungen in der Literatur über das rheotaktische Verhalten von Fischen gegenüber, denen visuelle und seitliche Linienhinweise fehlten. Die entscheidende Rolle bidirektionaler hydrodynamischer Wechselwirkungen, die dieses Modell aufzeigt, weist auf eine übersehene Einschränkung bestehender experimenteller Paradigmen zur Untersuchung der Rheotaxis im Labor hin.
Maurizio Porfiri et al, Hydrodynamisches Modell der Fischorientierung in einer Kanalströmung, eLife (2022). DOI: 10.7554/eLife.75225
Bereitgestellt von der NYU Tandon School of Engineering