Ята при рибите: поведение, ползи и механизми
Събирането на ята и навлизането в морето е вид колективно поведение на рибите. То включва както неформално струпване (шулване), така и плътно синхронизирано плуване.
Какво е ято, шул и школа
Всяка група от риби, която се държи заедно по социални причини, се нарича шул (на английски "shoal"), а ако групата плува в една и съща посока и координира движенията си стъпка по стъпка, тя е школа (на английски "school").p365
Който ползва ятото и защо
Около една четвърт от рибите прекарват целия си живот в плитки води, а около половината от тях използват плитчините в определени етапи от живота си. Рибите получават множество ползи от създаването на ята, сред които са:
- Защита от хищници — груповото поведение намалява индивидуалния риск чрез ефекта на разреждане (dilution effect) и чрез объркване на нападателя (confusion effect).
- По-добро откриване на храна — повече очи и сетива означават по-голям шанс да бъде намерена и споделена плячка.
- Енергийна икономия — при плуване в организирани формации някои видове постигат хидродинамични предимства и могат да пътуват по-икономично или по-бързо от самотна риба.
- Повишени възможности за чифтосване — събиранията улесняват търсенето на партньор и синхронизацията на размножителни поведенчески цикли.
Предпочитания при формиране на ято
Като цяло рибите предпочитат по-големи ята и избират съюзници по няколко критерия:
- риби от собствения си вид;
- рибите да са сходни по размер и външен вид;
- предпочитат здрави индивиди (по-малко болни или ранени);
- понякога предпочитат роднини, когато те могат да бъдат разпознати.
Ефект на странността и защо приличността е важна
Всеки член на ятото, който се отличава по външен вид, може да стане обект на посегателство от страна на хищниците. Това се нарича ефект на странността (oddity effect) и обяснява защо рибите често се групират с индивиди, които приличат на тях самите — подобието намалява шансовете някой да бъде отделен и атакуван.
Механизми на координация
Координацията в ятото се постига чрез прости локални правила и сензорни механизми:
- Зони на реакция — индивидите поддържат зона на отблъскване (за избягване на сблъсъци), зона на подравняване (за да съвпаднат с посоката и скоростта на съседите) и зона на привличане (за да останат в групата).
- Сензорни системи — зрението и латералната линия (чувство за налягане и движение на водата) позволяват бърза реакция на движенията на съседни риби; също така се използват мирисови и звукови сигнали при някои видове.
- Роли в групата — при някои видове има постоянни или временни лидери, а информацията за посока и храна често се предава чрез локални взаимодействия.
- Математични модели — модели като "Boids" показват как с прости правила могат да възникнат сложни, животоподобни структури на движение.
Разходи и ограничения
Ятото не е винаги безусловно полезно. Съществуват и негативи:
- повишена конкуренция за храна;
- лесно разпространение на болести и паразити;
- по-голяма видимост за хищници или рибари;
- вътрешна агресия — по-слабите или „странните“ екземпляри могат да бъдат тормозени от другите членове на ятото.
Примери и значение за хората
Класически примери за плътни школи са сардините, херингите и анчоусите, които образуват огромни, синхронизирани ята при миграция и при опасност. Разбирането на ятовете е важно и за рибарството, и за опазване на популациите, тъй като структурираните групи влияят на уязвимостта към улов и на възстановяването на видовете.
Изследвания и наблюдения
Поведенческите наблюдения в природата, лабораторните експерименти и компютърните модели допринасят за разкриването на причините и механизмите зад ятовете. Учените продължават да изучават как различни фактори—среда, хищници, хранни ресурси и генетика—оформят социалните структури при рибите.
Като обобщение, ятото при рибите е адаптивна стратегия, която балансира ползите от колективна защита, търсене на ресурси и размножаване с разходите от конкурентност и болести. Разбирането на тези процеси помага както за фундаменталната екология, така и за практическите приложения в управлението на водните ресурси и рибните запаси.
Тези риби-хищници са на брега. Те плуват донякъде самостоятелно, но по такъв начин, че остават свързани, образувайки социална група.
Тези синьо-сини катерици са на риболов. Всички те плуват координирано в една и съща посока.
Училище
Някои риби прекарват по-голямата част от времето си в хранене. Рибата тон, херингата и хамсията прекарват цялото си време на плитчини или на ята и се вълнуват, ако се отделят от групата. Други риби, като атлантическата треска, се хранят само през част от времето.
Рибите, които се търкалят, могат да се превърнат в дисциплинирано и координирано ято, а след това да се върнат към аморфно ято в рамките на секунди. Такива смени се предизвикват от промени в активността - хранене, почивка, пътуване или избягване на хищници.
Когато рибите на стада спрат да се хранят, те се разделят на групи и се превръщат в ята. Групите са по-уязвими от нападения на хищници. Формата на ятото зависи от вида на рибите и от това какво правят те. Пътуващите ята могат да образуват дълги тънки линии, квадрати, овали или амебоидни форми. Бързо движещите се ята обикновено образуват клиновидна форма, докато хранещите се ята са склонни да станат кръгли.
Фуражните риби са дребни риби, които се ловят от по-големи риби, морски птици и морски бозайници (китоподобни). Малките риби образуват ята и могат да плуват с отворена уста, за да се хранят с планктон. Тези ята могат да станат огромни, да се движат по крайбрежието и да мигрират през открития океан. Ятата са концентриран източник на гориво за големите морски хищници.
Тези огромни струпвания подхранват океанската хранителна мрежа. Повечето фуражни риби са пелагични риби, което означава, че образуват ятата си в открити води, а не на дъното или близо до него (дънни риби). Хищниците са силно фокусирани върху ятата, знаят добре техния брой и местонахождение и сами извършват миграции, често на собствени ята, които могат да достигнат хиляди километри, за да се свържат или да останат свързани с тях.
Херингата е сред най-впечатляващите риби на ята. Те се струпват в огромни количества. Най-големите ята често се образуват по време на миграция, като се сливат с по-малки ята. В Каспийско море са наблюдавани "вериги" от кефалови ята с дължина сто километра, които мигрират. Според изчисленията на Радаков ятата от херинга в северната част на Атлантическия океан могат да заемат до 4,8 кубични километра с гъстота на рибите между 0,5 и 1,0 риби/кубичен метър. Това означава около три милиарда риби в едно ято. Тези ята се движат покрай бреговете и прекосяват открития океан. Ятата от херинга имат много точна организация, която позволява на ятото да поддържа относително постоянна скорост на плаване. Херингите имат отличен слух и ятата им реагират много бързо при появата на хищник. Херингите спазват определена дистанция от движещ се водолаз или кръстосващ хищник, например косатка, като образуват пространство, което изглежда като поничка от самолет на наблюдател.
Много видове едри хищни риби също се срещат в района, включително много силно мигриращи риби, като риба тон и някои океански акули. Китоподобните, като делфините, морските свине и китовете, действат в организирани социални групи, наречени шушулки.
Поведението на училището обикновено се описва като компромис между ползите от борбата с хищниците и разходите, свързани със засилената конкуренция за храна.
Училището е класически пример за "възникване", при който има свойства, които се притежават от училището, но не и от отделните риби. Появяващите се свойства дават еволюционно предимство на членовете на ятото, което не е присъщо за нечленуващите в него.
Подводен видеоклип на ято херинга, което мигрира с висока скорост към местата за хвърляне на хайвер в Балтийско море
Ятата от фуражни риби често придружават големите хищни риби. Тук ято скариди придружава голяма баракуда
Избягване на хищници
Рибите са застрашени от изяждане, ако бъдат отделени от училището. Предложени са няколко антихищнически функции на рибните ята.
- Ефект на объркване - Един от потенциалните методи, чрез които рибните ята могат да попречат на хищниците, е "ефектът на объркване на хищника", предложен и демонстриран от Milinksi и Heller (1978 г.). За хищниците става трудно да отделят отделните жертви от групите: движещите се цели създават претоварване на мозъка на хищника. "Рибите на плитчините са еднакви по размер и сребристи, така че за визуално ориентирания хищник е трудно да избере отделна риба от масата от въртящи се, мигащи риби и след това да има достатъчно време да сграбчи плячката си, преди тя да изчезне в плитчината".
- Ефектът на многото очи - Вторият потенциален антихищнически ефект на животинските струпвания е хипотезата за "многото очи". Тази теория гласи, че с увеличаването на размера на групата задачата за сканиране на околната среда за хищници може да се разпредели между много индивиди. Този ефект не само осигурява на групата добро предупреждение, но и може да осигури повече време за индивидуално хранене.
- Ефект на разреждането - Третата хипотеза за антихищническия ефект на рибните ята е ефектът на "разреждане на срещите". Ефектът на разреждане е развитие на принципа на "безопасност в броя" и взаимодейства с ефекта на объркване. Дадена атака на хищник ще изяде по-малка част от голямо ято, отколкото от малко ято. Хамилтън предлага животните да се струпват поради "егоистично" избягване на хищник и по този начин е форма на търсене на прикритие. Друга формулировка на теорията е дадена от Търнър и Пичър и се разглежда като комбинация от вероятности за откриване и нападение.
Хранимата риба е обект на постоянни атаки от страна на хищници. Пример за това са нападенията, които се случват по време на бягството на африканската сардина. Африканската сардина е зрелищна миграция на милиони сребристи сардини по южното крайбрежие на Африка. По отношение на биомасата, бягството на сардините може да съперничи на голямата миграция на гну в Източна Африка.
Сардините имат кратък жизнен цикъл, като живеят само две или три години. Възрастните сардини, на възраст около две години, се струпват на брега на Агулас, където хвърлят хайвера си през пролетта и лятото, изхвърляйки десетки хиляди яйца във водата. След това възрастните сардини се отправят на стотици ята към субтропичните води на Индийския океан. Едно по-голямо стадо може да бъде с дължина 7 км, ширина 1,5 км и дълбочина 30 м. Огромен брой акули, делфини, риба тон, платноходки, тюлени и дори косатки се събират и следват плитчините, като създават безумна обстановка за хранене по крайбрежието.
Когато сардините са застрашени, те инстинктивно се групират и създават огромни кълба от примамки. Диаметърът на кълбата може да достигне до 20 метра (70 фута). Те са краткотрайни и рядко продължават повече от 20 минути.
Хайверът на рибата, оставен в залива Агулас, се носи с течението на северозапад към водите на западното крайбрежие, където ларвите се превръщат в млади риби. Когато пораснат достатъчно, те се събират в гъсти ята и мигрират на юг, като се връщат към бреговете на Агулас, за да започнат цикъла отново.
Хищник в ятото червен тон с размер до хамсия в ятото
Въпроси и отговори
Въпрос: Какво представляват рибите, които са в ято и на брега?
О: Плуването в ято и на плитчина е вид колективно поведение на рибите, при което група риби остават заедно по социални причини и ако плуват в една и съща посока, това се нарича плуване в ято.
В: Какви са ползите за рибите от щурмуването?
О: Рибите имат много ползи от това, че се придвижват насам-натам, включително защита от хищници, намиране на храна и партньори, плуване по-бързо от самотните риби и разпознаване на роднини.
Въпрос: Колко риби се придвижват насам-натам през целия си живот?
О: Около една четвърт от рибите се търкалят през целия си живот.
Въпрос: Колко риби са на плитчина през част от живота си?
О: Около половината от рибите са на плитчина през част от живота си.
Въпрос: Какъв вид подложки предпочитат рибите?
О: Рибите обикновено предпочитат по-големи пасажи, пасажи от собствения си вид, пасажи, подобни по размер и външен вид на тях, здрави риби и роднини (когато са разпознати).
В: Какъв е ефектът на странност при струпването на риби на плитчина?
О: Ефектът на странност се проявява, когато всеки член на ятото, който се отличава на външен вид, може да бъде обект на посегателство от страна на хищниците. Това може да обясни защо рибите предпочитат да се струпват с индивиди, които приличат на тях самите.
Въпрос: Как се отразява на рибите струпването на ята от гледна точка на защитата от хищници?
О: Ако рибите плуват на ята, вероятността някоя от тях да бъде изядена е по-малка, което осигурява защита срещу хищници.
