Fischschwarm: Definition, Merkmale, welche Organisation?

Die Natur ist voller faszinierender Schauspiele und eines davon ist das Phänomen der Fischschwärme. Diese dynamischen und koordinierten Schulungen stellen immer wieder Herausforderungen dar. Sie stellen ein eigenständiges ästhetisches Spektakel dar. Aber die Schönheiten, die Menschen in ihren Bann ziehen, haben wissenschaftliche Erklärungen. Dieser Artikel lädt Sie ein, das Verhalten von Tieren und die Überlebensstrategien hinter diesem Verhalten zu verstehen.

Fischschwarm: Definition

Unter einem Fischschwarm versteht man eine Ansammlung von Fischen, die synchron und koordiniert schwimmen. Bei diesen Fischen handelt es sich alle um dieselbe Art. Fische, die dieses Verhalten annehmen, sind gesellig.

Wissenschaftler, die das Phänomen untersuchten, stellten fest, dass es keine Hierarchie gab, die die Reihenfolge der Gruppe regelte. Wenn es einen Fisch gibt, der die Gruppe anführt, dann liegt das einfach daran, dass er am weitesten vorne ist. Bei einem vollständigen Richtungswechsel dreht sich jeder Fisch um sich selbst und befindet sich dann hinter dem Fisch, der ihm zuvor gefolgt ist. Der Fisch, der am weitesten vorne war, landet hinten und umgekehrt. Die gesamte Organisation erfolgt spontan und provisorisch bis zur nächsten Änderung.

Organisation und Dynamik von Fischschwärmen: kollektive Intelligenz am Werk

Untersuchungen zum Schwarmphänomen haben gezeigt, dass es nicht auf zentralisierte Befehle zurückzuführen ist, sondern auf das Zusammenspiel einfacher Regeln, die jeder Fisch individuell befolgt. hier sind die Regeln die hervorgehoben wurden.

Abstimmung mit den Nachbarn ist die erste Schlüsselregel. Jeder Fisch passt seine Richtung an die seiner unmittelbaren Nachbarn an. Durch diese Synchronisierung wird sichergestellt, dass sich die Bank als eine einzige zusammenhängende Einheit und nicht als Ansammlung von Einzelpersonen bewegt.

Aufrechterhaltung eines konstanter Abstand
ist eine zweite Regel, die interne Kollisionen vermeidet. Jeder Fisch behält einen bestimmten Raum um sich herum, sodass sich der Schwarm reibungslos und effizient bewegen kann. Dieser Abstand wird dynamisch an die Dichte des Schwarms und die Umgebungsbedingungen angepasst, beispielsweise die Anwesenheit von Raubtieren oder Hindernissen.

Kollisionsvermeidung ist eng mit dem Abstandhalten verbunden. Fische reagieren schnell auf Veränderungen in ihrer unmittelbaren Umgebung. Diese Reaktionsfähigkeit ermöglicht es der Bank, durch komplexe Umgebungen zu navigieren, ohne sich zu verflüchtigen.

Welche Fische sind von der Schwarmbildung betroffen?

Besonders betroffen sind pelagische (Tiefsee-)Arten. Auf hoher See ist die Festigung und Verteidigung von Territorien unmöglich. Daher stellt die Schule für diese Arten oft die beste Überlebensstrategie dar.

DER Hering (Clupea harengus) ist ein wichtiger Fisch im Meeresökosystem. Diese Fische bevorzugen kalte Gewässer und bilden bekanntermaßen riesige Schwärme. Sie können somit aus drei Milliarden Individuen oder fünf Kubikkilometern Wasser bestehen (zweitausendmal so groß wie die große Pyramide von Gizeh). Diese kollektive Strategie ist für ihr Überleben unerlässlich, denn sie ermöglicht es ihnen, sich effektiv vor einer Vielzahl von Raubtieren wie Delfinen, Haien, Seevögeln und sogar großen Walen zu schützen. Auch während der Brutzeit spielt die Bildung dieser Schwärme eine zentrale Rolle. Heringe versammeln sich in großer Zahl, was die Wahrscheinlichkeit einer Eibefruchtung erhöht.

DER Sardinen (Sardina pilchardus) sind berühmt für ihre beeindruckenden Gruppierungen. Sie haben vielleicht schon von „Sardinenläufen“ gehört. Der Begriff bezieht sich auf ein Ereignis, das vor der Küste Südafrikas stattfindet. Zwischen Mai und Juli versammeln sich Milliarden von Sardinen, um zu laichen und dann entlang der Ostküste Südafrikas nach Norden zu wandern. Ihre Versammlung zieht Seelöwen, Haie, Delfine, Wale und Kaptölpel an. Das Phänomen ist noch nicht vollständig verstanden. Es wird angenommen, dass die Wassertemperatur unter 21 °C sinkt, damit die Migration beginnt. Wir beobachten auch Variationen, ohne bisher Ursachen zu identifizieren: in 23 Jahre lang hat die Versammlung dreimal nicht stattgefunden. Ein Sardinenschwarm ist oft mehr als 7 km lang, 1,5 km breit und 30 Meter tief. Er ist von der Wasseroberfläche aus gut sichtbar.

Beachten Sie, dass wir auch gesellige benthische Arten kennen, beispielsweise Vertreter der Ordnung Corydoras.

Erkennen Sie sich selbst und reagieren Sie schnell

Um kompakte Gruppen zu bilden, müssen Arten auch in der Lage sein, sich gegenseitig zu erkennen. Dieser Bedarf führt zu Anpassungen, insbesondere in bestimmten Umgebungen, in denen die Sicht eingeschränkt ist: Neon (Paracheirodon innesi) ist ein bekannter Fisch, weil er in Aquarien geschätzt wird. Er bildet Schwärme und das schillernde blaue Band entlang des Körpers, das Licht reflektieren kann, hilft diesen Fischen, sich gegenseitig zu erkennen.

Das unverwechselbare visuelle Zeichen ist nicht die einzige umgesetzte Strategie. In den Flüssen Afrikas leben Elefantenfische der Gattungen Gnathonemus, Mormyridenoder in Südamerika Messerfische der Ordnung Gymnotiformes, haben elektrische Organe entwickelt, um Artgenossen zu erkennen.

Fische sind auf ihr Sehvermögen und ihren Druck angewiesen, der über spezielle Sensoren, sogenannte „Sensoren“, gemessen wird Seitenlinien mit ihren Nachbarn interagieren. Die Seitenlinie ist ein für Fische und Amphibien charakteristisches Sinnesorgan an den Seiten, das es ihnen ermöglicht, die Bewegungen und Vibrationen des Wassers wahrzunehmen, sich (auch im Dunkeln) zu orientieren und Beute und Raubtiere zu erkennen.

Angesichts des Angriffs eines Raubtiers verfolgen die meisten geselligen Arten die gleiche Strategie: Der Schwarm zieht sich zusammen und nimmt die Form eines „Felsens“ an.Kugel“, die Schwächsten stehen im Mittelpunkt.

Eine Inspiration für menschliche Anwendungen

Gruppentierbewegungen sind ein natürliches Phänomen, dessen eingehende Untersuchung relativ neu ist. Der technologische Fortschritt hat es tatsächlich möglich gemacht, relevante Daten zu sammeln und zu analysieren. Dieses Verhalten erhöht die Überlebenschancen der Gruppe.

Die Forscher interessierten sich daher für die Schwärme tropischer Rotnasenfische (Hemigrammus rhodostomus). Zu diesem Zweck schufen sie eine ringförmige Umgebung, die es ihnen ermöglichte, über eine spezielle Software die Bewegungen einzelner Fische und von bis zu 20 Individuen gruppierten Fischen zu verfolgen und zu messen. Die Umgebung wurde so gestaltet, dass sie das Schwimmen in die eine oder andere Richtung sowie gemeinsame Kehrtwendungen ermöglicht. Die Studie ergab, dass die Häufigkeit von Kehrtwendungen je nach Gruppengröße variiert: Sie kommen in kleinen Gruppen häufiger vor und in großen Gruppen seltener.

Einmal eingeleitet, breitet sich eine Kehrtwende in einem Dominoeffekt linear durch die Gruppe aus, ohne Verstärkung oder Abschwächung, was darauf hindeutet, dass jeder Fisch nur mit wenigen Nachbarn in der Nähe interagiert. Darüber hinaus geht Kehrtwendungen eine Verlangsamung der Gruppe voraus, eine Phase, die Richtungsschwankungen aufgrund einer abnehmenden Ausrichtung zwischen Fischen verstärkt.

Diese Art von Forschung ist wichtig für das Verständnis des Konzepts der kollektiven Intelligenz, das besonders interessant für die Entwicklung bioinspirierter Algorithmen zur Steuerung von Gruppen von Drohnen oder Mikrorobotern bei Aufgaben ist, die eine kollektive Koordination erfordern.

Der Fischschwarm ist also nicht nur ein schönes oder gar faszinierendes Spektakel, sondern eine kollektive Organisation, die Vorteile wie eine bessere Abwehr von Raubtieren und eine gesteigerte Effizienz bei der Nahrungssuche bietet.

Von Laetitia Cochet – Veröffentlicht am 12.05.2023