Plötzlich erhoben sich gewaltige Wellen auf der ruhigen Wasseroberfläche. Macht der „Wasseraffe“ schon wieder Ärger?

Über dem stillen See schwebt ein Vogel durch die Luft. Hier ist er ein absoluter Jäger, der bereit ist, sein Mittagessen im Wasser zu genießen.

"Welchen Fisch soll ich essen?" Es schoss plötzlich an die Wasseroberfläche und zielte auf die Beute unter Wasser, doch bevor es die Wasseroberfläche berührte, stiegen Schicht für Schicht Wellen aus dem Wasser auf und verschluckten es beinahe. Es hatte keine andere Wahl, als zu fliehen und sein Mittagessen zurückzulassen.

Warum tauchen unter der ruhigen Wasseroberfläche plötzlich Wellen auf? Könnte es sein, dass der legendäre „Wasseraffe“ wieder einmal Ärger macht? Tatsächlich ist diese Welle das Meisterstück des schwachen Fischschwarms und der Gegenangriff der Beute gegen das Schicksal.

Fischwellen folgen auf Fischwellen

Unter den spitzen Schnäbeln und kräftigen Krallen der Vögel gleichen die Schwärme kleiner Fische unter der Wasseroberfläche einem offenen Buffet. Dieser Überlebenskampf war von Anfang an unfair, aber das bedeutet nicht, dass die kleinen Fische einfach dasitzen und auf ihren Tod warten können – wenn sich Zehntausende gieriger kleiner Fische zusammentun, können sie wie eine unsichtbare große Hand Wellen schlagen und die Situation umkehren.

Bei den Mitgliedern des Schwarms handelt es sich um Poecilia sulphuraria, einen kleinen, allesfressenden Süßwasserfisch von weniger als 5 cm Länge, der in Schwefelquellen im Süden Mexikos lebt und derzeit von der IUCN als vom Aussterben bedroht eingestuft wird.

Ein Wildblumen-Killifisch, der aussieht, als könnte er gut beißen | iNaturalist NZ

Killifische sind für ihre Liebe zum „Teambuilding“ und zum Aufsehenerregen bekannt, aber warum sie das tun, war den Leuten immer unklar. Durch ihr Warten am Fluss konnten die Forscher schließlich das Rätsel lösen: Es stellte sich heraus, dass jedes Mal, wenn Vögel, die wilde Puppen jagen, über dem Wasser auftauchen, Hunderttausende von Fischen zusammenarbeiten und riesige Wellen aufwirbeln. Zu dieser Zeit tummeln sich in jedem Kubikmeter Wasser bis zu 4.000 Fische. Jede von ihnen erzeugte Welle kann 3 bis 4 Sekunden dauern, Welle für Welle, und die vom Fischschwarm erzeugten Wellen wiederholen sich bis zu 2 Minuten lang.

Kann eine solche „Fischwelle“ Fressfeinde vertreiben?

Der Wildblumen-Medaka hat zwei natürliche Feinde: Eisvögel und Fliegenschnäpper. Die beiden Raubtiere haben unterschiedliche Eigenschaften. Eisvögel springen ins Wasser, um Fische zu fangen, und verursachen dabei eine große Fischwelle, während Fliegenschnäpper mit ihren Schnäbeln über die Wasseroberfläche gleiten und kleine Fische töten.

Der Lebensraum der Wildblume Medaka. Links sind zwei ihrer gefiederten Raubvögel: ein Eisvogel (oben) und ein Fliegenschnäpper (unten); rechts ist ein Schwarm wilder Blumenkärpflinge (oben) und ihre Wellen erzeugenden Aktivitäten (unten) zu sehen | Referenz [1]

Die Forscher stellten fest, dass sowohl Eisvögel als auch Fliegenschnäpper weniger häufig jagten und doppelt so lange zwischen den Angriffen ihrer Beute warteten, sobald die Fische eine Welle erzeugten. Die von den Fischen verursachten Wellen stellten für sie offensichtlich ein Problem dar: Eisvögel und Fliegenfänger mussten den Ausgangspunkt ihres Angriffs je nach Richtung der Fischwellen ändern und einen geeigneten Tauchwinkel finden, was ihre Erfolgsquote stark reduzierte.

Die von Schwärmen wilder Blumenkärpflinge erzeugten Wellen verringern nicht nur die Gefahr, von natürlichen Feinden gefressen zu werden, sondern sind auch für Vögel von Vorteil: Die Wellen warnen die Vögel: „Wir haben dich entdeckt.“ Vögel lernen, entschlossen anzuhalten und ruhig auf die nächste Gelegenheit zu warten. Für sie ist das auch eine gute Möglichkeit, Energie zu sparen.

Tipps zum Überleben von Fischen

Gruppenaktionen sind nicht nur das Überlebensgeheimnis des Wildblumenkärpflings, sondern auch die häufigste Überlebensmethode für Fische.

Mehr als 50 % der Fische leben in jungen Jahren in Gruppen, und mehr als 25 % der Fische entscheiden sich dafür, in großen Gruppen zu leben, wenn sie erwachsen werden. Wandernde Schwärme erwachsener Sardinen können sogar eine Länge von 7 Kilometern, eine Breite von 1,5 Kilometern und eine Tiefe von 30 Metern erreichen.

Wenn Sardinen einem Raubtier gegenüberstehen, bilden sie einen wirbelnden „Köderball“, um das Raubtier zu verscheuchen. Ed Bierman / Flickr

Aber würden Tausende von Fischen, die sich dort ansammeln, nicht leichter von Raubtieren entdeckt werden? Tatsächlich ist dies nicht der Fall. Die optischen Eigenschaften der Meeresumwelt unterscheiden sich stark von denen an Land. Das Licht wird von Substanzen im Meerwasser absorbiert und gestreut, was zu einer extrem kurzen sichtbaren Distanz im Meer führt. Unabhängig davon, ob es sich um einen einzelnen Fisch oder einen großen Fischschwarm handelt, ist die kürzeste Entfernung, in der sie von Raubtieren entdeckt werden können, dieselbe.

Ein großer, gemeinsam schwimmender Fischschwarm verringert die Gefahr einzelner Raubtiere. Die visuelle Stimulation durch eine große Anzahl beweglicher Ziele macht es Raubtieren schwer, ihre Aufmerksamkeit auf eine einzelne Beute zu richten. Dies nennt man den „Verwirrungseffekt“ – vereinfacht gesagt, liegt zu viel Nahrung vor dem Raubtier und das Raubtier ist „geblendet“.

Die Studie ergab, dass Forellenbarsche (Micropterus salmoides), wenn sie Mississippi-Kieferfische (Hybognathus nuchalis) jagen, diese schnell fangen, wenn es nur eine einzige Beute gibt. Mit zunehmender Größe des Kieferfischschwarms nehmen Häufigkeit und Erfolgsquote der Jagd auf Forellenbarsche allmählich ab.

Vergiss das Raubtier, dir ist auch schwindelig | Brocken Inaglory / Wikimedia Commons

Auch die Warnwirkung eines Fischschwarms ist deutlich besser als die eines einzelnen Fisches. Dies wird als „Viele-Augen-Effekt“ bezeichnet. Gemeinsam sind wir stark. Wenn mehrere Fische zusammenarbeiten, achten mehr Augenpaare auf die Umgebung und Raubtiere werden schneller entdeckt. Wenn die Wachsamkeitsaufgabe auf jeden Fisch verteilt wird, kann die Zeit, die ein einzelner Fisch mit „Wache stehen“ verbringt, reduziert werden, sodass ihm mehr Zeit zum Fressen bleibt.

So viele Augen schauen zu! | James Watt/Wikimedia Commons

Neben der Abwehr natürlicher Feinde hilft das Leben in Gruppen den Fischen auch bei der Nahrungssuche und Fortpflanzung.

Studien an Karpfen, ob Goldfisch oder Elritze, zeigen, dass die Geschwindigkeit, mit der ein Schwarm Nahrung findet, deutlich zunimmt, wenn seine Größe von 2 auf 20 Fische zunimmt. Manche Fische müssen zu festen Orten wandern, um sich zu paaren oder zu laichen. Durch die Wanderung in Gruppen finden sie schneller die richtige Route. Darüber hinaus ist die Paarung in Gruppen ein „Blind Date im großen Stil“, da es sonst schwierig ist, im weiten Ozean das passende andere Geschlecht zu finden.

Nach einer erfolgreichen Paarung legen die Weibchen gemeinsam Eier und die abgelegten Eier sammeln sich. Der geschlüpfte Nachwuchs kann erneut eine Gruppe bilden und einen neuen Lebenszyklus beginnen.

Gruppe: 1+1>2

Das Erstaunliche dabei ist, dass ein Fischschwarm nicht einfach eine Ansammlung von Fischen ist, sondern ein eigenständiger Organismus, in dem jeder einzelne Fisch wie eine Zelle ist.

Wenn sich das Raubtier nähert, tauchen plötzlich Zehntausende wilder Killifische wie ein einziger Fisch auf und bringen den Teich in Aufruhr. Wie von einem unmerklichen Signal gelenkt, bewegten sie sich plötzlich vorwärts und machten dann im Bruchteil einer Sekunde eine scharfe Kehrtwende, als wären sie selbst die Hand eines Riesen, die sich auf und ab bewegt.

Fischschwärme haben in verschiedenen Zuständen unterschiedliche Formen: (1) wandernd; (2) Ausruhen; (3) Essen; (4, 5) umgeben von vielen Raubtieren; (6) Alarmierung der Umgebung; (7, 8) Vermeidung eines einzelnen Raubtiers | Referenzen [3]

Diese groß angelegte Aktion ist so spektakulär, dass man sich unweigerlich fragt, wie eine solche Einheitlichkeit erreicht wird. Kevin Kelly zitiert dies, als er über die Massenaktionsszene mit Tieren in Out of Control schreibt:

Die Bewegung eines einzelnen Vogels oder Fisches, egal wie sanft, kann uns nicht so schockieren wie eine Million Meeräschen, die in dichter Formation schwimmen ... Tausende und Abertausende von Fischen, die wie ein riesiges Tier durch die Wellen schwimmen. Sie sind wie ein Ganzes, verbunden durch ein unwiderstehliches gemeinsames Schicksal. Woher kommt diese Einheit?

Die Reaktionsgeschwindigkeit eines Fischschwarms ist sogar schneller als die eines einzelnen Fisches, und diese Hochgeschwindigkeitsreaktion ist die Ansammlung individueller Entscheidungen. Der Fisch in einem Schwarm, der die Vögel zuerst sieht oder von ihnen angegriffen wird, taucht als Erster ab und entkommt. Die meisten Fische verfügen über ein Neuronenpaar namens Mauthner-Zellen, das es ihnen ermöglicht, innerhalb von Millisekunden auf äußere Reize mit einem Fluchtreflex zu reagieren – sie drehen sich schnell um, wedeln mit dem Schwanz und rennen weg.

Bei einem Angriff taucht der Killifisch fast augenblicklich ab und erzeugt eine Welle auf der Wasseroberfläche. Juliane Lukas

Die Tauchreaktion ist ein Signal, dass ein Raubtier im Anmarsch ist. Wenn die Fische in der Umgebung sehen, dass ihr Nachbar wegläuft, lösen sie sofort einen Fluchtreflex aus und die Fische weiter draußen folgen ihnen dicht auf den Fersen. Wie fallende Dominosteine ​​erzeugten die senkrechten Tauchgänge der Fische auf natürliche Weise Wellen auf der Wasseroberfläche – die Abschreckung der Vögel war dabei sogar ein Nebeneffekt.

Vogelschwärme verfügen über einen ähnlichen Mechanismus.

Stare fliegen immer in Gruppen. Wenn sie auf Raubtiere treffen, drehen sie sich um und tauchen gemeinsam ab. Das Team wechselt wellenartig, um den Angriffen der Raubtiere auszuweichen. Allerdings handelt es sich hierbei nicht um eine organisierte und disziplinierte kollektive Aktivität. Jeder Star in der Gruppe achtet nur auf die Aktionen der sieben Vögel um ihn herum, und was sie tun, ist einfach: Sie folgen ihren Nachbarn und halten ihre Geschwindigkeit mit deren Geschwindigkeit gleich. Jeder Vogel folgt diesem einfachen Prinzip und das Signal ändert sich mit der Bewegung jedes Vogels, sodass es sich schnell im gesamten Schwarm ausbreiten kann. Es dauert weniger als 0,5 Sekunden, bis sich ein Blinksignal in einem Schwarm von 400 Staren ausbreitet.

Starenschwärme verändern sich wie Wellen | odysea.gr

Zusätzlich zu den üblichen Fisch- und Vogelschwärmen gibt es auf der Erde eine weitere Art von Ansammlung, die eher einem „organischen Ganzen“ ähnelt: die Röhrenquallen.

Der Siphonophor sieht aus wie eine spektakuläre Riesenkette, aber wenn man genau hinsieht, erkennt man, dass er aus unzähligen Einzelteilen besteht, wie Legosteine, von denen jeder als „Einzelteil“ bezeichnet wird.

Jedes Mitglied ist eine eigenständige Person, hat aber klare Aufgaben. Einige sind für das Essen zuständig, andere für die Jagd und wieder andere für das Schwimmen, genau wie die großen und kleinen Zellen eines Riesen. Darüber hinaus verfügen Menschen über erregbare Epithelzellen, die mithilfe elektrischer Signale schnell Informationen übertragen und Arbeitsabläufe koordinieren können.

In Australien haben Forscher sogar Riesenröhrenquallen entdeckt, die über 100 Meter lang sind und als gewaltige Einheit aus Zehntausenden von Individuen bestehen.

Ein Siphonophor frisst einen Fisch. Es sieht aus wie ein Individuum, ist aber tatsächlich eine Kolonie aus unzähligen Individuen | C. Anela Choy, Steven HD Haddock und Bruce H. Robison

Die transparenten Elemente der Siphonophore Marrus orthocanna können sich zusammenziehen, wodurch die Siphonophore sich bewegen kann. | Kevin Raskoff

Eine Gruppe ist nicht einfach eine Ansammlung von Individuen. Selbst wenn jedes Gruppenmitglied nur die einfachsten Maßnahmen ergreift, übersteigt die Komplexität und Flexibilität, die das Kollektiv letztlich erreichen kann, die Vorstellungskraft des Einzelnen bei weitem.

Vielleicht liegt der Reiz der Natur darin, dass sie scheinbar schwachen Arten ermöglicht, die Weisheit zu entwickeln, in Gruppen zu überleben und den Umweltveränderungen als größeres Ganzes zu begegnen, wodurch jedem Einzelnen ein Überlebensvorteil verschafft wird.

Verweise

[1]https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(21)01654-7

[2]https://www.scientificamerican.com/article/fish-do-the-wave-to-ward-off-predatory-birds/

[3]https://www.researchgate.net/publication/264977013_Patterns_and_mechanisms_of_schooling_behavior_in_fish_A_review

[4]https://asa.scitation.org/doi/full/10.1121/10.0007485

[5]https://www.jstor.org/stable/23736019

[6]https://article.xuexi.cn/articles/index.html?art_id=7622498619809851921&study_style_id=feeds_default&source=share&share_to=copylink

[7]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003347286802081

[8]https://link.springer.com/article/10.1007/BF00300175

[9]https://www.nature.com/articles/s42003-021-02407-4

[10]https://rss.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1740-9713.2008.00288.x

[11]https://www.nature.com/articles/nphys3035

[12]https://en.wikipedia.org/wiki/Shoaling_and_schooling

[13]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0301008280900222

Autor: Cat Tun

Bearbeiten: Flip

Dieser Artikel stammt von Guokr und darf ohne Genehmigung nicht reproduziert werden.

Bei Bedarf wenden Sie sich bitte an sns@guokr.com