Fiskeskole ved tilfældigt at kopiere hinanden, i stedet for at følge gruppen

Fiskeskole ved at kopiere hinanden og ændre retning tilfældigt, i stedet for at beregne og tilpasse sig en gennemsnitlig retning for gruppen, har en gruppe videnskabsmænd under ledelse af UNSW vist.

I en undersøgelse offentliggjort i dag i Naturfysik , et internationalt hold fra Australien, Indien og Storbritannien har kastet lys over den adfærdsmæssige dynamik, der styrer tilpasning, eller kollektiv bevægelse, af cichlidefisk - der giver ny indsigt i dynamikken i skolegang, og potentielt andre dyrs koordinerede adfærd.

"I fisken, som vi har studeret, skolegang viser sig at være støjfremkaldt. Det er ikke, hvad nogen traditionelt troede, det var, " siger Dr. Richard Morris fra UNSW Science, medleder af undersøgelsen og EMBL Australia gruppeleder i UNSW's Single Molecule Science.

"Støj, i denne indstilling, er simpelthen den tilfældighed, der opstår fra interaktioner mellem individuelle fisk."

I undersøgelsen, forskerne præsenterer det første eksperimentelle bevis på støj-induceret orden, som tidligere kun eksisterede som en teoretisk mulighed. Det tværfaglige team af økologer, fysikere og matematikere opnåede dette ved at kombinere deres videnskabelige discipliners evner til at integrere eksperimenter med computersimuleringer og analyser.

"Alle har været opmærksomme på støj-inducerede fænomener, teoretisk set, men det er ret sjældent at finde i praksis. Du kan kun observere det, når individerne i en undersøgelse faktisk kan træffe beslutninger. For eksempel, du ville ikke finde denne type støj-induceret adfærd ved at studere elektroner eller partikler, " siger Dr. Morris.

Denne nye model, der er foreslået, er i modstrid med standardteorierne for "bevægende gennemsnit" for skolegang og hyrdeadfærd, som antager, at dyrene er i stand til at estimere gruppens overordnede retning.

"Hver fisk interagerer kun med én anden fisk på et givet tidspunkt. De skifter enten spontant retning, eller kopier retningen af ​​en anden fisk. At beregne en gennemsnitlig retning for gruppen - som var den populære teori indtil nu - er sandsynligvis for kompliceret for en fisk at beregne, " forklarer Dr. Morris.

For at studere adfærdsdynamikken, forskerne filmede skoler på 15, 30 og 60 cichlide fisk, spore deres baner for at analysere mekanismen bag gensidig tilpasning, eller skolegang.

"Mindre grupper af fisk stimledes mere sammenhængende end store grupper. Dette er kontraintuitivt, siden tilfældigheden, eller støj, fra individuelle interaktioner spiller en større rolle i mindre grupper end større, " siger Dr. Morris.

Når forskere fortolker data, støj er normalt en ikke-relateret faktor, der skjuler og distraherer fra informationen, som blænding fra solen, som du ville forsøge at fjerne for at få et klarere billede.

I dette tilfælde, Dr. Morris forklarer, at den tilfældige kopiering mellem par af fisk giver anledning til en anden klasse af støj, og det er faktisk det, der driver deres meget koordinerede adfærd. Denne nye indsigt fremhæver vigtigheden af ​​støj, viser, at støj kan kode for nogle vigtige oplysninger om adfærdsdynamik hos fisk og andre dyr.

"Her er signalet støjen. Hvis du ignorerede udsvingene fuldstændigt, du kunne slet ikke forklare skolegang."

Ud over fiskeadfærd, opdagelsen har magten til at omforme forståelsen af ​​kollektiv bevægelse hos dyr, og opfordrer til en revision af, hvordan støj behandles i undersøgelser af adfærdsdynamik.