Ryby latarkowe używają bioluminescencji do szkoły w nocy

Ryby latarkowe używają swoich organów bioluminescencyjnych do szkoły w nocy – i tylko kilka z nich musi aktywnie migać, aby utrzymać grupę, zgodnie z badaniem opublikowanym 14 sierpnia 2019 r. w czasopiśmie open-access PLOS ONE przez Davida Grubera z City University of New York, USA, i współpracowników.

Ponad 25 procent gatunków ryb wykazuje zachowania szkolne (osobniki synchronizujące swoje zachowanie i orientację); jednak większość szkół rybnych rozprasza się przy niskim poziomie oświetlenia, a nocne szkolnictwo rzadko było obserwowane. Gruber i współpracownicy badali nocne zachowania szkolne ryb latarkowych Anomalops katoptron, które wyjątkowo mogą generować własne światło dzięki bioluminescencyjnym bakteriom w wyspecjalizowanych organach pod oczami.

Podczas dwóch wypraw badawczych z odległej tropikalnej wyspy na Wyspach Salomona w 2013 i 2016 roku, autorzy wykorzystali wideo przy słabym oświetleniu, aby sfilmować duże skupiska (setki do tysięcy osobników) ryb latarkowych w nocy. Nagranie pokazało, że gdy prędkość ryb wzrosła powyżej pewnego poziomu, luźna grupa przekształciłaby się w ściśle powiązaną szkołę, nawet przy stosunkowo niewielu obecnych rybach migających – i tylko kilka aktywnie migających ryb było potrzebnych do kontrolowania kierunku i ruchu szkoły.

Po prześledzeniu każdej migającej ryby w analizowanych klipach wideo i zlokalizowaniu ryb w każdej klatce, autorzy stworzyli model do symulacji ruchu ławic ryb migających w oparciu o indywidualne działania ryb (spójność, separacja i wyrównanie), jak również tarcie wody jako siłę oporu.

Model wykazał, że mniej niż 5 procent ryb migających w szkole musiało migać, aby ławice mogły być utrzymane w ciemnych warunkach. Ponieważ ryby ujawniają swoją lokalizację, kiedy migają, autorzy sugerują, że może to być strategia unikania drapieżników. Spekulują, że w celu zdezorientowania drapieżników, niektóre ryby mogą błyskać, a następnie gwałtownie zmieniać kierunek przed ponownym błyskiem.

Ale choć specyficzne dla ryb błyskających, badania te mogą zapewnić wgląd w zachowanie innych gatunków ryb bioluminescencyjnych, zwłaszcza ryb głębinowych żyjących w stałym, słabo oświetlonym środowisku.

„Ponad 25% gatunków ryb wykazuje kolektywne zachowania szkolne, ale szkolnictwo oparte na sygnalizacji bioluminescencyjnej nie zostało wcześniej wykazane”, dodaje Gruber. „Bycie w środku jednej z tych bioluminescencyjnych ławic było jedną z najbardziej magicznych rzeczy, jakich kiedykolwiek doświadczyłem jako biolog morski. To było jak moment z Avatara, kiedy obserwowaliśmy, jak rzeki bioluminescencyjnych ryb łączą się jak droga z niebieskiej cegły i płyną w dół rafy.”

Cytat: Gruber DF, Phillips BT, O’Brien R, Boominathan V, Veeraraghavan A, Vasan G, et al. (2019) Bioluminescent flashes drive nighttime schooling behavior and synchronized swimming dynamics in flashlight fish. PLoS ONE 14(8): e0219852. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0219852

Funding: Badanie zostało sfinansowane przez NOAA OER grant #NA160AR0110198 dla DFG, BP, JSS i VAP, National Geographic Expedition Council #EC0780-16 dla BP, NSF granty #DBI-1556213 dla DFG i #DEB-1257555 dla JSS, oraz The Ray and Barbara Dalio Family Foundation Explore21 AMNH expedition grant dla JSS, DFG i VAP. Fundatorzy nie mieli wpływu na projekt badania, zbieranie i analizę danych, decyzję o publikacji lub przygotowanie manuskryptu.

Konkurencyjne interesy: The authors have declared that no competing interests exist.

In your coverage please use this URL to provide access to the freely available article in PLOS ONE: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0219852