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研究发现,与独自游泳的人相比,鱼群在湍流中消耗的能量更少

本站发布时间:2024-06-11 11:34:13

美国马萨诸塞州哈佛大学的Yangfan Zhang及其同事于6月6日发表在开放获取期刊《公共科学图书馆生物学》上的一项研究表明,与独自游泳的人相比,在汹涌的水中游泳对鱼群来说更容易

运动是动物行为的许多方面的关键,从繁殖到觅食再到迁徙,因此许多物种已经发展出适应能力,使四处活动更加高效。在这项研究中,张和他的同事提出了“湍流庇护假说”,该假说表明,在鱼群中旅行可以让鱼类相互保护,免受破坏性水流的影响,从而更容易在汹涌的水中游泳

为了验证这一假设,研究人员对巨型达尼奥斯(Devario aeqihindus)进行了试验,观察这些鱼在湍流和稳定流动的水中单独或八人一组游泳。高速摄像机使研究人员能够观察鱼类游泳时的运动,呼吸计可以测量鱼类的呼吸速率和能量消耗

这些试验表明,与独居鱼类相比,游动鱼类在湍流水中游泳时消耗的能量减少了79%。与稳定的水中相比,游动的鱼在湍流中也更紧密地聚集在一起,而孤独的鱼必须更用力地拍打尾巴,才能在更湍流的水流中保持相同的速度

这些结果支持了“湍流遮蔽假说”,表明运动效率可能是学校教育行为演变背后的驱动因素。这些信息对理解鱼类生态学、流体力学基础很有价值,也可能应用于栖息地的设计和维护,以容纳受保护的鱼类或阻止入侵鱼类

作者指出,未来的研究可能会以这些发现为基础,探索进一步水生或空中动物群体运动的能量动力学

作者补充道,“鱼群行为的作用是什么?我们发现,与单独游泳相比,在鱼群中游泳大大降低了鱼类在湍流环境中游泳的能量成本,这为鱼群行为保护个体免受湍流中游泳相关的能量成本增加的假设提供了支持。”

More information: Zhang Y, Ko H, Calicchia MA, Ni R, Lauder GV, Collective movement of schooling fish reduces the costs of locomotion in turbulent conditions, PLoS Biology (2024). DOI: 10.1371/journal.pbio.3002501

Journal information: PLoS Biology

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