ماهی‌ها موجودات اجتماعی‌ای هستند که اغلب آن‌ها را به‌صورت گروهی در حال شناکردن مشاهده می‌کنیم. این اجتماعات که به آن‌ها “دسته ماهی” (school of fish) گفته می‌شود، منظره‌ای زیبا و چشم‌نواز را خلق می‌کنند. اما آیا تابه‌حال به این موضوع فکر کرده‌اید که چرا ماهی‌ها ترجیح می‌دهند به‌صورت گروهی شنا کنند؟ شاید تصور کنید که دلیل آن صرفاً همبستگی و امنیت در برابر شکارچیان است. هرچند این عامل هم اهمیت دارد، اما دلیل مهم‌تری در پس این رفتار نهفته است: کاهش مصرف انرژی!
شناکردن گروهی، صرفه‌جویی در انرژی
تحقیقات جدیدی که توسط دانشگاه کنستانس (University of Konstanz) انجام شده، نشان می‌دهد که ماهی‌ها با شنا کردن در دسته، انرژی کمتری مصرف می‌کنند. دانشمندان در این پژوهش از ربات‌های زیستی (biomimetic robots) شبیه به ماهی استفاده کردند تا برای اولین بار، شواهدی قطعی در مورد بهره‌مندی ماهی‌های گروهی از انرژی تولید شده توسط ماهی‌های همسایه به دست آورند.
محققان با شبیه‌سازی حرکت ماهی‌ها در آزمایشگاه، متوجه شدند که ماهی‌های دنباله‌رو از جریان‌های گردابی (vortices) ایجاد شده توسط ماهی جلویی خود بهره می‌برند. آن‌ها این کار را با استفاده از یک استراتژی ساده به نام “تطابق فاز گرداب” (vortex phase matching) انجام می‌دهند. در این روش، ماهی‌های دنباله‌رو الگوی ضربه زدن دم خود را با ریتم ماهی‌های پیشرو هماهنگ می‌کنند.
راز صرفه‌جویی در انرژی: هماهنگی کلید ماجراست!
این تحقیق نشان داد که میزان انرژی مصرفی ماهی دنباله‌رو تحت تأثیر دو عامل اصلی قرار دارد:
- فاصله بین ماهی دنباله‌رو و ماهی پیشرو
- زمان‌بندی نسبی ضربه‌زدن دم ماهی دنباله‌رو نسبت به ماهی پیشرو
نتایج به دست آمده حاکی از آن است که راز صرفه‌جویی در انرژی، هماهنگی است. هر چه الگوی ضربه زدن دم ماهی دنباله‌رو با ماهی پیشرو هماهنگ‌تر باشد، در مصرف انرژی صرفه‌جویی بیشتری صورت می‌گیرد. جالب اینجاست که ماهی‌های دنباله‌رو نه تنها با هماهنگ شدن، انرژی کمتری مصرف می‌کنند، بلکه می‌توانند از جریان‌های گردابی ایجاد شده توسط ماهی‌های دیگر برای ایجاد نیروی پیشران (thrust) و در نتیجه، سرعت گرفتن استفاده کنند.
فواید دیگر شنا کردن گروهی
علاوه بر صرفه‌جویی در انرژی، شنا کردن گروهی فواید دیگری نیز برای ماهی‌ها به همراه دارد. این فواید عبارت‌اند از:
- دفاع در برابر شکارچیان: دسته‌های متراکم ماهی‌ها، تشخیص و حمله شکارچیان را برای آن‌ها دشوارتر می‌سازند. ماهی‌های داخل گروه با تغییر جهت ناگهانی و هماهنگ، کار را برای شکارچیان سخت می‌کنند.
- بهبود جهت‌یابی: شنا کردن در گروه به ماهی‌ها کمک می‌کند تا مسیر حرکت خود را به درستی پیدا کنند، به ویژه در مهاجرت‌های طولانی. با استفاده از حس بینایی، ماهی‌ها می‌توانند موقعیت خود را نسبت به دیگر اعضای گروه تنظیم کنند و از این طریق، در مسیر درست باقی بمانند.
- افزایش کارایی جستجوی غذا: دسته‌های ماهی می‌توانند ناحیه وسیع‌تری را برای یافتن غذا مورد کاوش قرار دهند. هنگامی که یک ماهی غذا پیدا می‌کند، می‌تواند با ارسال سیگنال‌هایی به دیگر اعضای گروه، آن‌ها را به سمت منبع غذایی هدایت کند.
جمع‌بندی
شنا کردن گروهی یک رفتار شگفت‌انگیز در دنیای ماهی‌هاست که نشان‌دهنده هوش و همکاری آن‌ها است. این رفتار نه تنها به صرفه‌جویی در انرژی منجر می‌شود، بلکه مزایای دیگری مانند دفاع در برابر شکارچیان، بهبود جهت‌یابی و افزایش کارایی جستجوی غذا را برای ماهی‌ها به همراه دارد. مطالعات بیشتر در این زمینه می‌تواند به درک بهتر رفتارهای جمعی در جانوران و حتی الهام‌بخش اختراعات و نوآوری‌های جدید در زمینه رباتیک شود.
