FischeIm Schwarm schwimmen spart Energie
Bisher war es nur eine Annahme: Fische bewegen sich in Schwärmen effizienter fort. Jetzt konnten Forschenden mit Roboterfischen den Nachweis liefern.
Ob ein Fisch mehr oder weniger Energie benötigt, wenn er sich fortbewegt, ist kaum messbar. Wie viel Energie es viele Fische in einem Schwarm kostet, zu schwimmen, ist noch schwieriger festzustellen.
Um ihre Annahme zu überprüfen, dass Fische weniger Energie aufwenden müssen, wenn sie ihm Schwarm schwimmen, hat ein Team von Forschenden aus Tübingen und Japan für eine Studie Roboterfische gebaut und diese in einem Becken schwimmen lassen.
"Bei Untersuchungen an lebenden Fischen, müsste ja bei jedem Fisch im Schwarm gemessen werden, wie sein Energiehaushalt gerade ist abhängig von seiner Position. Das ist quasi unmöglich durchzuführen."
Bewegungen anderer Fische für die eigene Fortbewegung nutzen
Durch die Experimente mit den Roboterfischen hat sich gezeigt, dass es eine Rolle spielt, dass die Bewegungen verschiedener Fische in einem Verhältnis zueinander stehen.
Wenn beispielsweise ein Fisch den Schwarm anführt, kann das einen positiven Effekt für folgende Fische haben, die die Wasserwirbel nutzen, die der vordere Fisch im Wasser erzeugt hat.
"Echte Fische, in dem Fall Goldfische, haben tatsächlich die Positionen eingenommen und die dazu passenden Bewegungen gemacht wie die Roboterfische."
Diese Verwirbelungen haben die Forschenden mit aufsteigenden Bläschen sichtbar gemacht, die von Lasern beleuchtet wurden.
Wenn der nachfolgende Fisch die entstandenen Wirbel sozusagen mit der Schwanzflosse umarmt hat, also mit den Wirbeln geschwommen ist, dann war das energieeffizient. Wenn ein Fisch gegen die Wirbel gearbeitet hat, dann nicht.
Flexibles schwimmen im Schwarm: Keine festen Abstände nötig
Dabei hat sich gezeigt, dass es keine Rolle spielt, wo genau der nachfolgende Fisch schwimmt.
Solange der Fisch die Verwirbelung richtig trifft, schwimmt er energieeffizient. Die Forscher nennen das "Vortex phase matching". Der Schwanzschlag ist also im selben Takt, aber nicht genau im selben Moment.
Dadurch müssen die Fische keine festen Abstände zueinander einhalten. Das macht das Schwimmen im Schwarm sehr flexibel.
Schwimmen im Schwarm kann helfen, Feinden auszuweichen
Eine weitere Erkenntnis haben die Experimente mit den Roboterfischen gebracht: Die Fische können die Wirbel auch zur Beschleunigung nutzen.
Wenn beispielsweise ein Fressfeind sich dem Schwarm nähert, können Fische die Wirbel, die in einem Schwarm entstehen, nutzen, um sich damit abzustoßen. Sie können sich mithilfe der Wirbel sozusagen nach vorne schnellen lassen und so einem räuberischen Fisch ausweichen.
Das kostet dann zwar extra Energie, hilft aber zu überleben.