Roboterfisch vermittelt neue Erkenntnisse über die Gruppendynamik von dreistachligen Stichlingen
New York/Heidelberg, 29. Juni 2010
Für Studien über dynamisches Gruppenverhalten von Tieren, hat sich der Einsatz von Robotern als sehr wertvoll erwiesen. Der Robofisch, eine computergesteuerte Nachbildung eines Stichlings, ist die Erfindung von Biologen der Universität von Leeds in Großbritannien. Er kann so programmiert werden, dass er in einem Becken umher schwimmt. Mit seiner Hilfe lassen sich Fische anlocken und leiten. Außerdem kann er Aufschluss darüber geben, warum und wie Fische ihre Schwimmrichtung ändern. In dem untersuchten Fall hat die Anzahl der Nachbarfische einen größeren Einfluss als die Entfernung zum Leitfisch des Schwarms. Die Erkenntnisse wurden gerade in der Springer-Fachzeitschrift Behavioral Ecology and Sociobiology veröffentlicht.
Jolyon Faria, Autor der Studie, entwickelte zusammen mit seinem Team den Robofisch, um das Kollektivverhalten von Fischen besser untersuchen zu können. Insbesondere, wie das Verhalten einzelner Fische andere Fische in einem Schwarm beeinflusst. Sie untersuchten zwei Arten von Interaktion zwischen den dreistachligen Stichlingen und dem Robofisch, um mehr über die Rolle des Anführers im Schwarm herauszufinden: das Weglocken der Fische aus ihrem Unterschlupf und die Einleitung eines Richtungswechsels. Sie setzten den Robofisch in ein Becken mit Fischen aus der Flussmündung des Great Eau in Großbritannien und beobachteten, wie die Fische sich verhielten, als der Robofisch zunächst sein Rückzugsgebiet verließ und dann kurze Zeit später eine Richtungsänderung von 90 Grad vornahm.
Der Robofisch konnte sehr schnell einzelne Fische dazu bewegen, ihren Unterschlupf zu verlassen, aus dem sie sich normalerweise nur sehr zögerlich hinauswagen. Einzelne Fische und kleinere Gruppen aus bis zu zehn Fischen brachte der Robofisch sogar dazu in dieselbe Richtung zu schwimmen wie er. Dies bestätigt seine Rolle als Leitfisch; nach dreißig Minuten im Becken ließ der Einfluss des Robofisches allerdings nach.
Im Anschluss daran untersuchten die Wissenschaftler den Einfluss des Robofisches auf die Orientierung einzelner Fische in einem Zehnerschwarm. Dabei fanden sie heraus, dass die Interaktionen zwischen den Fischen während des Richtungswechsels eher von der Anzahl der Nachbarfische (topologische Entfernung) als von der Entfernung der einzelnen Fische zum Robofisch (metrische Entfernung) beeinflusst wurde. Den Autoren zufolge lassen diese Erkenntnisse darauf schließen, dass das Verhalten von Fischschwärmen eher durch topologisch als durch metrisch bedingte Interaktionen erklärt und vorhergesagt werden kann.
Faria und sein Team kommen daher zu folgendem Schluss: „Unsere Methode bietet ein effektives Mittel, um zu überprüfen, wie sich individuelle Eigenschaften eines einzelnen Fisches, sei es sein Verhalten oder sein Aussehen (Morphologie), auf andere Tiere im Schwarm und die daraus resultierende Schwarmdynamik auswirken. Dies führt nicht nur zu einem besseren Verständnis über das Verhalten von Fischen, sondern generell von Tieren, die in einer Herde oder einem Schwarm leben.“
Quelle
Faria J et al (2010). A novel method for investigating the collective behavior of fish: introducing “Robofish”. Behavioral Ecology and Sociobiology; DOI 10.1007/s00265-010-0988-y
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