Kalaparv: määratlus, omadused, milline organisatsioon?

Loodus on täis põnevaid vaatemänge ja üks neist on kalaparvede fenomen. Need dünaamilised ja koordineeritud koolitused ei jäta väljakutseid. Need moodustavad omaette esteetilise vaatemängu. Inimesi köitvatel iludustel on aga teaduslikud seletused. See artikkel kutsub teid mõistma loomade käitumist ja selle käitumise taga olevaid ellujäämisstrateegiaid.

Kalaparv: määratlus

Kalaparv viitab sünkroniseeritud ja koordineeritult ujuvate kalade kogunemisele. Need kalad on kõik samad liigid. Seda tüüpi käitumist omaks võtnud kalad on seltskondlik.

Seda nähtust uurinud teadlased leidsid, et rühma järjestust ei reguleerinud hierarhia. Kui on kala, kes rühma liikumisel juhib, on see lihtsalt sellepärast, et ta on kõige kaugemal. Täieliku suunamuutuse korral pöördub iga kala ise sisse, leides end seejärel talle varem järgnenud kala selja tagant. Kala, kes oli kõige kaugemal ettepoole, jõuab taha ja vastupidi. Kogu see organiseerimine toimub spontaanselt ja ajutiselt, kuni järgmise muudatuseni.

Kalaparvede korraldus ja dünaamika: kollektiivne intelligentsus tööl

Parvestumise fenomeni uurimine on näidanud, et see ei tulene tsentraliseeritud juhtimisest, vaid lihtsate reeglite koosmõjust, mida iga kala järgib eraldi. siin on reeglid mis olid esile tõstetud.

Joondamine naabritega on esimene põhireegel. Iga kala kohandab oma suunda oma lähinaabrite järgi. See sünkroonimine tagab, et pink liigub pigem ühtse üksusena kui üksikisikute kogumina.

Säilitades a pidev vahemaa
on teine ​​reegel, mis väldib sisemisi kokkupõrkeid. Iga kala hoiab enda ümber kindlat ruumi, võimaldades parvel sujuvalt ja tõhusalt liikuda. Seda kaugust reguleeritakse dünaamiliselt vastavalt kooli tihedusele ja keskkonnatingimustele, näiteks röövloomade või takistuste olemasolule.

Kokkupõrke vältimine on tihedalt seotud distantsi hoidmisega. Kalad reageerivad kiiresti muutustele nende lähikeskkonnas. Selline reageerimisvõime võimaldab pingil liikuda keerulistes keskkondades, ilma et see hajuks.

Milliseid kalu mõjutab parvede teke?

Eriti mures on pelaagilised (süvamere) liigid. Avamerel on territooriumi rajamine ja kaitsmine võimatu. Seetõttu on kool sageli nende liikide jaoks parim ellujäämisstrateegia.

THE heeringas (Clupea harengus) on mereökosüsteemis oluline kala. Need kalad, kes eelistavad külma vett, moodustavad teadaolevalt tohutuid parvi. Seega võivad need koosneda kolmest miljardist isendist ehk viiest kuupkilomeetrist veest (kaks tuhat korda Giza püramiidist). See kollektiivne strateegia on nende ellujäämiseks hädavajalik, sest see võimaldab neil tõhusalt kaitsta end paljude kiskjate, näiteks delfiinide, haide, merelindude ja isegi suurte vaalade eest. Nende koolkondade kujunemine mängib keskset rolli ka pesitsusajal. Räimed kogunevad suurel hulgal, suurendades munaraku viljastumise võimalusi.

THE sardiinid (Sardina pilchardus) on kuulsad oma muljetavaldavate rühmituste poolest. Võib-olla olete kuulnud “sardiinijooksust”. See termin viitab sündmusele, mis leiab aset Lõuna-Aafrika ranniku lähedal. Miljardid sardiinid kogunevad maist juulini, et kudeda ja seejärel rännata mööda Lõuna-Aafrika idarannikut põhja poole. Nende kogunemine meelitab ligi merilõvisid, haisid, delfiine, vaalu ja neemehaid. Nähtust pole veel täielikult mõistetud. Arvatakse, et vee temperatuur langeb rände alguseks alla 21°C. Samuti jälgime variatsioone põhjuseid veel tuvastamata: 23 aastat pole kogunemist toimunud 3 korda.Sardiiniparv on sageli üle 7 km pikk, 1,5 km lai ja 30 meetrit sügav.Veepinnalt on hästi näha.

Pange tähele, et teame ka seltskondlikke põhjaloomaliike, näiteks seltsi Corydoras esindajaid.

Tunne end ära ja reageeri kiiresti

Kompaktsete rühmade moodustamiseks peavad liigid ka üksteist ära tundma. See vajadus põhjustab kohandusi, eriti teatud keskkondades, kus nähtavus on vähenenud: neoon (Paracheirodon innesi) on tuntud kala, kuna teda hinnatakse akvaariumides. See moodustab parved ja sillerdav sinine riba piki keha, mis on võimeline valgust peegeldama, aitab neil kaladel üksteist ära tunda.

Eristav visuaalne märk ei ole ainus rakendatud strateegia. Aafrika jõgedes elevandikalad perekonnast Gnathonemus, Mormüüriididehk Lõuna-Ameerikas noakala seltsi Gymnotiformes, on välja töötanud elektrilised organid, mis tunnevad ära oma liigi liikmeid.

Kalad toetuvad oma nägemisele ja rõhule, mida mõõdetakse spetsiaalsete andurite kaudu külgmised jooned oma naabritega suhelda. Külgjoon on kaladele ja kahepaiksetele omane külgedel paiknev meeleorgan, mis võimaldab tajuda vee liikumist ja vibratsiooni, orienteeruda (ka pimedas) ning tuvastada saaki ja kiskjaid.

Seistes silmitsi kiskja rünnakuga, järgib enamik seltskondlikke liike sama strateegia: parv tõmbub kokku, et võtta “kuju”pall”, sattudes keskmesse kõige nõrgemad isikud.

Inspiratsiooniks inimeste rakendusteks

Loomade grupeeritud liikumised on loodusnähtus, mille põhjalik uurimine on suhteliselt värske. Tehnoloogia areng on tõepoolest võimaldanud koguda ja analüüsida asjakohaseid andmeid. Selline käitumine suurendab grupi ellujäämise võimalusi.

Seega tundsid teadlased huvi troopiliste punanina kalade moodustatud parvede vastu (Hemigrammus rhodostomus). Selleks lõid nad rõngakujulise keskkonna, mis võimaldas neil spetsiaalse tarkvara kaudu jälgida ja mõõta isoleeritud kalade ja kuni 20 isendini koondatud kalade liikumist. Keskkond oli kujundatud nii, et oleks võimalik ühes või teises suunas ujuda, aga ka kollektiivseid tagasipöördeid. Uuringust selgus, et tagasipöörete sagedus varieerub olenevalt grupi suurusest: väikestes rühmades esineb neid sagedamini ja suurtes rühmades harvemini.

Kui tagasipööre on algatatud, levib see lineaarselt läbi rühma, ilma võimenduse või sumbumiseta, doominoefektina, mis viitab sellele, et iga kala suhtleb vaid mõne lähedalasuva naabriga. Lisaks sellele eelneb tagasipöördetele rühma aeglustumine – faas, mis võimendab kalade vahelise joonduse vähenemise tõttu suunakõikumisi.

Seda tüüpi uuringud on olulised kollektiivse intelligentsuse kontseptsiooni mõistmiseks, mis on eriti huvitav bio-inspireeritud algoritmide väljatöötamiseks droonide või mikrorobotite rühmade juhtimiseks kollektiivset koordineerimist nõudvates ülesannetes.

Kalaparv on seega enne seda, kui see on ilus või isegi põnev vaatemäng, kollektiivne organisatsioon, mis pakub selliseid eeliseid nagu parem kaitse kiskjate vastu ja suurem tõhusus toidu otsimisel.

Autor: Laetitia Cochet – avaldatud 12.05.2023