Многие животные, в том числе высшие хищники, передвигаются группами. Известно, что такое поведение помогает в сложной среде, но непонятно, что стало его первопричиной: стремление к спариванию, поиски безопасности или экономия энергии? А также — у всех ли живых организмов одна причина стала толчком для выработки такой стратегии?
Ученые Гарвардского университета (США) смогли ответить на один из вопросов. Они доказали причину того, почему стараются ходить косяками рыбы вида гигантский данио (Devario aequipinnatus). Об исследовании, опубликованном в журнале eLife, сообщает портал EurekAlert.
Исследователи сосредоточились именно на процессе движения. Известно, что энергию для него рыбы и произошедшие от них животные получают в результате метаболизма — аэробного, то есть с использованием кислорода, и анаэробного, когда кислород ограничен или не может обеспечить достаточно энергии для движения на высоких скоростях.
В воде, где живут рыбы, в пять раз меньше содержание кислорода на килограмм по сравнению с воздухом. С другой стороны, вода в 50 раз более вязкая среда, чем воздух, и требует значительной энергии для преодоления сопротивления жидкости во время движения.
Эти факторы приводят к тому, что рыбам необходимо оптимизировать свои движения, чтобы выжить.
А значит, возможно, синхронные движения косяка рыб могут помочь снизить энергетические затраты? Но как проверить эту гипотезу?
«Ключевое слово – «возможно». Никто на самом деле не измерял это. Трудно получить систему, которая может измерять показатели не только группы, но и отдельных существ в этой группе. Но мы знаем, что в ходе эволюции существует склонность организмов оптимизировать эффективности использования энергии», — говорит постдокторант кафедры организмической и эволюционной биологии Янфан Чжан.
В итоге сделать такие замеры все же удалось. Ученые разработали «беговую дорожку», где за время «забега» использовалась одна и та же вода, и при этом удавалось контролировать ее поток. Измерив скорость снижение концентрации кислорода в воде, они смогли определить скорость его поглощения рыбами. Соответственно, получилось высчитать и сколько поглощает косяк из восьми гигантских данио, и сколько поглощает каждый.
Поэкспериментировав с рыбками, ученые пришли к выводу, что во время скученного движения ввосьмером они поглощают меньше кислорода, чем при движении по отдельности — то есть, тратят меньше энергии.
Более того, учитывая особенности среды, больше энергии требует не только более быстрое движение, но и более медленное, чем идеальная скорость — она равняется прохождению длины тела за секунду. Известно, что примерно такой скорости, длина собственного тела за секунду, придерживаются многие дикие животные. А значит, сейчас впервые удалось связать это с вопросом энергоэффективности.
Другие новости по теме...
