Vissen schermen elkaar af in groepen en verbruiken zo minder energie. Is dit waarom vissen ooit in scholen zijn gaan zwemmen?

Wielrenners in een peloton, ganzen in v-formatie in de lucht, en vissen in scholen. Genoeg voorbeelden waarbij het een voordeel is om je in een groep te bewegen. Maar bij vissen is nog niet vastgesteld dat schoolvorming ook helpt in turbulent water. Tot nu dan, want onderzoekers van Harvard University publiceren nu hun bewijzen hiervoor in PLOS Biology.

Lees ook:

• Olifantsvissen ‘zien’ door elkaars ogen
• ‘Lelijke vissen hebben meer bescherming nodig’
• Vissen doen de wave om zich te beschermen

Van A naar B

Bewegen is een ongelofelijk belangrijk aspect van dierengedrag. Of het nu het zoeken naar een sekspartner is of naar voedsel. Maar die verplaatsing kost natuurlijk energie en daar moet in de natuur zorgvuldig mee worden omgesprongen.

Yangfan Zhang en collega’s kwamen met een idee over welke strategie vissen gebruiken voor hun voortbeweging in wild stromend water. De zogenoemde turbulente-schuil-hypothese suggereert dat vissen in scholen elkaar als schild inzetten en zo energie besparen in hun reis van A naar B in ruig water.

Turbulent water

De onderzoekers testten hun hypothese met de Reuze danio, een karperachtige die zo’n 10 centimeter groot wordt en vaak wordt gehouden in aquaria. De vissen werden met behulp van geavanceerde hogesnelheidscamera’s in de gaten gehouden terwijl ze alleen of in een school van acht de strijd aangingen met turbulent of gewoon stromend water in een zwemtunnel.

Ook waren de dieren uitgerust met een zogenoemde respirator, een sensor die de zuurstofopname meet. Op basis van die metingen konden de onderzoekers het energieverbruik van de danio’s tijdens het zwemmen nagaan.

Evolutie schoolvorming

In een school bleek elke vis gemiddeld zo’n 79 procent minder energie te verspillen in wild water dan wanneer ze los van elkaar zouden zwemmen. Uit de observaties bleek verder dat groep in deze omstandigheden dichter bij elkaar zwom dan wanneer ze in rustiger water voortbewogen. Ook hoefden ze daarbij niet harder met hun vinnen te slaan om hun snelheid te behouden; solovissen moesten dat wel.

Volgens Zhang en zijn team bewijzen deze resultaten dat de hypothese inderdaad klopt; de vissen schermen elkaar in een school af en besparen zo flink wat energie. Het is volgens hen mogelijk zelfs de belangrijkste reden geweest dat schoolvorming ooit is ontstaan bij sommige vissoorten.

Nieuwe technologieën

Alles bij elkaar genomen geen verrassende resultaten, maar wel interessant. Want de gegevens kunnen helpen bij het optimaliseren van leefgebieden voor bedreigde vissensoorten, zodat ze makkelijker scholen kunnen vormen en daarmee betere overlevingskansen hebben.

Ook kan meer kennis over de zogenoemde vloeistofdynamica, of stromingsleer, ideeën geven voor het ontwerp van nieuwe technologieën voor onder meer onderzeeërs.

Nieuwe richting

“Zoals je wel kunt bedenken is het zwemvermogen van vissen essentieel voor het voortbestaan de soort”, vertelt visfysioloog Arjan Palstra van de Universiteit Wageningen. “Het zwemmen van vissen, de effecten van zwemtraining en de invloed van allerlei verstorende factoren kent een lange onderzoeksgeschiedenis. Dat onderzoek werd meestal verricht door vissen tegen een stabiele waterstroming in te laten zwemmen. Maar in de natuur ondervinden vissen best vaak juist een onstabiele stroming. Denk bijvoorbeeld aan getijdestroming.”

Recent hebben Palstra en collega’s onderzoek gedaan bij Atlantische zalmen die tegen een turbulente stroming in moesten zwemmen. “Daaruit bleek al de hogere energiekosten en de krachtigere staartslag die daarmee gepaard gaan.”

Het huidige onderzoek is een mooie aanvulling op die studie, geeft hij aan. “Zhang en collega’s hebben een innovatief en elegant experiment bedacht naar het effect van een onstabiele waterstroming op het zwemmen van vissen, zowel individueel als in een school. Mooi dat ze daarmee hun hypothese hebben bevestigd. En fijn dat we hiermee een nieuwe richting zijn ingeslagen binnen dit onderzoeksveld.”

Bronnen: PLOS Biology, PLOS via EurekAlert!

Beeld: Fernando Lessa/CC-BY 4.0

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!