Стайные рыбы тратят меньше энергии в бурной воде, чем одиночки

Исследование, опубликованное 6 июня в журнале PLOS Biology, показало, что рыбы, плавающие стаями, тратят в бурных водах меньше энергии, чем одиночные пловцы. Ученые из Гарвардского университета, включая Янфань Чжана, предложили гипотезу «защиты от турбулентности», согласно которой путешествие стаями позволяет рыбам защищать друг друга от разрушительных водных течений, облегчая плавание в реках и активных течениях.


Для проверки выдвинутой гипотезы ученые понаблюдали за гигантскими данно (Devario aeqipinnatus), плавающими в одиночку или группами по восемь особей, в бурных и спокойных водах. Высокоскоростные камеры позволили детально рассмотреть движения рыб во время плавания, а респирометр измерил дыхательные показатели и расход энергии. Оказалось, что стайные рыбы тратили на 79% меньше энергии, плавая в бурных водах, по сравнению с одиночками.

Кроме того, было замечено, что рыбы в стаях плотнее сбивались вместе, в то время как солисты вынуждены более интенсивно двигать хвостами, чтобы поддерживать ту же скорость. Результаты исследования укрепляют гипотезу «защиты от турбулентности», указывая на то, что эффективность передвижения может быть важным фактором в эволюции поведения стайного плавания.

Полученная учеными информация ценна для понимания экологии рыб, основ гидродинамики и может быть применена при проектировании и обслуживании сред обитания, предназначенных для защиты видов рыб или для препятствия инвазивным видам. Авторы отмечают, что будущие исследования могут использовать эти результаты для изучения энергетической динамики групповых движений животных в воде и в воздухе.

Открытие может иметь важные последствия для понимания поведения рыб и привести к новым подходам в области сохранения видов и рыболовства. Знание того, как рыбы взаимодействуют с окружающей их средой и как они адаптируются к различным условиям, поможет ученым разработать более эффективные стратегии для защиты рыб в дикой природе и улучшения условий их содержания в неволе.

Потенциально также работа может вдохновить инженеров и дизайнеров на создание более эффективных подводных аппаратов и транспортных средств, использующих принципы, наблюдаемые в природе. Например, понимание того, как стайное плавание уменьшает энергетические затраты, способствует разработке новых форм корпусов у судов или подводных дронов, которые будут эффективнее передвигаться в турбулентных водах.

В выводах к работе ученые подчеркивают, что даже такие повседневные явления, как плавание рыб в стае, зачастую демонстрируют сложные адаптационные стратегии выживания, развившиеся на протяжении миллионов лет эволюции.