成群结队的鱼，包括斑马鱼、彩虹鱼和翻车鱼/月鱼，喜欢在大海中成群结队。科学家们认为，成群结队地旅行具有许多进化优势，但也可能对其整体运动更有益。与独自行动的鱼相比，它们在汹涌的海水中游泳可能更容易。这些发现被描述在一项发表在 6 月 6 日的开放获取期刊《PLOS Biology》上的研究中。
进行运动
运动——动物从一个地方移动到另一个地方的方式——对其行为的几个方面至关重要。在它们的迁徙、繁殖和觅食期间需要各种运动。许多物种都有不同的适应性，以提高移动效率来补偿。 鱼类拥有光滑流线型的身体，在水中产生的阻力很小，有鳞片可以灵活移动并提供物理保护，还有鳃来提取氧气。
“通过环境产生运动是动物的一个定义性特征。然而，环境可能充满挑战，有障碍物，动物经常面临困难的条件，这会增加运动的成本，”研究合著者兼进化生物学家、哈佛大学的 Yangfan Zhang 和 George Lauder 告诉《流行科学》。
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不同领域的科学家提出了几种假设，解释了为什么动物的集体运动是有益的。这可以提高繁殖成功率，帮助它们躲避捕食者，或者让动物在寻找食物时更容易交流。
在这项研究中，研究小组提出了一个关于在更具挑战性的水域导航的新假设。他们的湍流庇护假设认为，成群结队地旅行可以让鱼类相互屏蔽，免受更具破坏性的水流影响。
张说：“湍流庇护假设在此之前从未被提出过，所以这项研究是第一个同时提出和检验它的研究。“多年来，一直没有关于鱼类为何可能成群结队并集体移动的实质性新想法。湍流庇护假设提供了一个新的想法，解释了鱼类为何可以通过集体移动获得能量优势。”
检验湍流庇护假设
为了检验这个假设，研究小组对巨型条纹鱼（Devario aeqipinnatus）进行了试验。这些鲤鱼通常成群结队地游泳，尽管它们的名称有“巨型”一词，但体型只有一到两英寸长。研究小组观察了条纹鱼在湍急和更平稳的水流中单独或成八条一组地游泳。高速摄像机捕捉了动物游泳时的动作，同时测量了鱼类的呼吸频率和能量消耗。
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他们发现，与单独游泳相比，成群结队的鱼在湍急的水中游泳时消耗的能量减少了 79%。成群结队的鱼在湍急的水中比在更平稳的水流中聚集得更紧密。单独的鱼在更湍急的水流中必须更用力地摆动尾巴才能保持相同的速度。
这项活动有点类似于参加铁人三项比赛的自行车手相互“尾随”以减少阻力。
张说：“铁人三项比赛中的人类，或者骑自行车的人在彼此后面移动并受益于减速水流（称为尾迹）与鱼类之间的显着区别在于，鱼类会加速它们后面的水流。此前的研究表明，鱼类甚至可以从推力尾迹（流体速度增加）中受益。鱼类在流体中的运动比人类更优雅一些。”
“戏剧性的好处”
研究结果为湍流庇护假设提供了一些支持，表明运动效率可能是鱼类成群结队行为进化的驱动因素。
张说：“这项研究中最令人惊讶的部分是，当鱼在湍急的水中游泳时，集体运动带来的显着好处。“如果环境水流湍急且充满挑战，那么成群结队地游泳比独自游泳要好得多，好得多。”
在未来的实验中，研究小组计划进行实验，以了解当个体动物在群体中移动时，实现节能的具体机制。这些数据对于理解鱼类生态学和流体动力学的基础知识具有普遍价值。它也可能应用于设计和维护用于栖息受保护鱼类物种或阻碍入侵物种的栖息地。
