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Schwarmverhalten

Geheimnis fischiger La-Ola-Wellen gelüftet

Tausende Individuen bewegen sich in einer koordiniert wirkenden Weise: Welche Funktion hat das oft komplexe Schwarmverhalten von Fischen? Im Fall einer „La-Ola-Wellen“ schlagenden Fischart konnten Forscher nun dokumentieren, wie der Effekt dem Schutz vor Raubvögeln dient: Sie verlieren beim Anblick des wiederholten Ab- und Auftauchens der Fische die Angriffslust. Worauf diese Wirkung allerdings genau beruht, bleibt unklar. Möglicherweise werden die Räuber verwirrt, vielleicht vermitteln die Fische ihnen aber auch die Botschaft: „Es lohnt sich nicht weiter anzugreifen, denn wir sind jetzt auf der Hut“.

Man spricht auch von Schwarmintelligenz: Gebilde aus vielen Individuen können durch Signale der Einzelnen untereinander und bestimmte Verhaltensweisen sinnvolle Reaktionen hervorbringen. Dieses interessante Phänomen hat in den letzten Jahren viel wissenschaftliche Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Der Fokus lag dabei allerdings meist auf den Interaktionen zwischen den Individuen, die zu dem kollektiven Verhalten führen. Welche Funktion es erfüllt, ist hingegen weniger gut untersucht. Man nimmt an, dass das Schwarmverhalten dem Schutz vor Räubern dient – aber empirische Belege für diesen Effekt, insbesondere in der freien Natur, gibt es kaum. Zum Schließen dieser Lücke trägt nun ein deutsch-mexikanisches Forscherteam bei.

Ein kurioses Beispiel im Visier

Im Rahmen ihrer Studie haben sie sich mit Fischen beschäftigt, die in den Quellen von Baños del Azufre in der Nähe der mexikanischen Stadt Teapa, vorkommen. Das Wasser enthält dort viel giftigen Schwefelwasserstoff und wenig Sauerstoff. Doch der Schwefelmolly (Pocilia sulphuraria) kommt damit zurecht. Diese zwei Zentimeter kleinen Fische treten dort in großen Schwärmen auf, die oft mehr als 100.000 Individuen umfassen. Um genügend Sauerstoff zu bekommen, halten sie sich meist nahe der Wasseroberfläche auf. Doch das lockt räuberische Vögel an. Bei deren Angriffen zeigen die Fische dann ein interessantes Schwarmverhalten: Sie reagieren kollektiv, indem sie gestaffelt abtauchen, wobei jeder Fisch mit seinem Schwanz die Wasseroberfläche berührt. Aus der Ferne sieht dies aus wie „La-Ola-Wellen“, die das Wasser durchziehen.

Dass Fische abtauchen, um Vögeln zu entkommen, ist ein übliche Reaktion, aber in diesem Fall ist das Verhalten speziell, erklären die Forscher. Denn auch wenn der angreifende Vogel nicht mehr direkt angreift, lassen die Fische mehrmals hintereinander Wellen durch das Gewässer rauschen – manchmal bis zu zwei Minuten lang. „Da die beobachteten Wellen auffällig, wiederholt und regelmäßig sind und die Intervalle zwischen den einzelnen Wellen immer ähnlich lang waren, lag nahe, dass die Wellenbewegungen mehr als eine reine Fluchtreaktion sind“, erklärt Co-Autor David Bierbach vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei in Berlin (IGB). So untersuchten die Forscher, ob diese Wellenbewegungen einen Einfluss auf das Verhalten der Vögel haben. Sie werteten dazu Aufnahmen der Aktivitäten an den Gewässern aus und sorgten auch durch experimentelle Reize für das Verhalten bei den Fischen.

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Eine Schutzfunktion zeichnet sich ab

Wie das Team berichtet, ging aus ihren Auswertungen hervor: Eisvögel (Chloroceryle americana) warten umso länger mit einem erneuten Angriff, je mehr Wellen sie nach ihrem ersten Angriff erlebten. „Manchmal verließen die Vögel sogar den Ort des Geschehens, bevor sie zum nächsten Angriff übergingen“, berichtet Erstautorin Carolina Doran vom IGB. Zudem untersuchten die Forscher gezielt die Wirkung der Wellen auf den Schwefeltyrann (Pitangus sulphuratus). Wenn diese Vögel ihre Jagd begannen, lösten sie wiederholte Fischwellen aus, indem sie gezielt kleine Gegenstände ins Wasser warfen. Wenn die Schwefeltyrannen mit mehreren Wellen konfrontiert wurden, verzögerten sie ihre Angriffe ebenfalls. Außerdem sank ihr Angriffserfolg und sie wichen eher auf andere Flussabschnitte aus, ergaben die Auswertungen.

Insgesamt sprechen die Ergebnisse somit für eine Schutzfunktion der Fischwellen. Es handelt sich um die ersten deutlichen Belege dafür, dass ein kollektives Verhalten kausal für die Verringerung des Raubtierrisikos eines Tieres verantwortlich ist, so die Forscher. Ihnen zufolge hat die Studie damit auch eine wichtige Bedeutung für die Untersuchung des kollektiven Verhaltens von Tieren im Allgemeinen. „Bisher haben Wissenschaftler vor allem erklärt, wie kollektive Muster aus den Interaktionen von Individuen entstehen, aber es war unklar, warum Tiere sie überhaupt erzeugen“, sagt Senior-Autor Jens Krause vom IGB. „Unsere Studie verdeutlicht, dass kollektive Verhaltensmuster sehr effektiv sein können, um sich vor Raubtieren zu schützen“.

Worauf die Wirkung der La-Ola-Wellen der Schwefelmollys allerdings genau beruht, bleibt unklar. Möglich ist, dass die visuellen Effekte die angreifenden Vögel verwirren. Aber das ist vielleicht nicht der einzige Grund: Das Verhalten könnte sich auch als ein Signal der Fische an die Vögel entwickelt haben. Es könnte demnach die Botschaft vermitteln: „Wir wissen, dass ihr da seid, verschwendet nicht eure Zeit damit, uns anzugreifen!“ „Letztendlich müssen wir uns diese Systeme nun genauer ansehen, um zu verstehen, wie sich kollektive Verhaltensweisen wirklich entwickelt haben“, sagt Co-Autorin Juliane Lukas vom IGB. Deshalb wollen die Forscher das spannende Verhalten der Schwefelmollys nun auch weiterhin im Visier behalten.

Quelle: Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei, Fachartikel: Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2021.11.068

Video Credit: Juliane Lukas

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