Ученые обнаружили у амазонских рыб арапаима синхронное дыхание

Молодь рыб арапаима, обитающих в бассейне Амазонки, использует метод одновременного всплытия на поверхность воды для забора воздуха. К такому выводу пришли ученые из Лейбницкого института пресноводной экологии и внутреннего рыболовства (IGB) и кластера Science of Intelligence, опубликовавшие результаты исследования в журнале Communications Biology. Биологи установили, что молодые особи объединяются в группы из сотен экземпляров и синхронизируют свои дыхательные циклы с точностью до долей секунды.

В отличие от большинства рыб, взрослые арапаимы дышат атмосферным воздухом и поднимаются к поверхности примерно каждые 10 минут, тогда как молодым особям это требуется делать чаще — каждые одну-две минуты. В ходе наблюдений в искусственном водоеме за группой из 200 мальков исследователи зафиксировали, что более половины стаи способна подниматься наверх одновременно в течение одной секунды, повторяя этот цикл каждые 15 секунд. При этом в изолированном состоянии каждая отдельная рыба имеет индивидуальный ритм дыхания с интервалом от одной до двух минут.

Совместное всплытие выполняет защитную функцию. Мальки длиной в несколько сантиметров подвергаются риску нападения со стороны птиц, а высокая скорость и массовость действий мешают хищникам выбрать конкретную цель для атаки. С помощью компьютерного моделирования ученые выяснили, что рыбы распределяются на подгруппы со схожими текущими потребностями в кислороде. Особи, которые уже заглотили воздух, пропускают следующий подъем, что позволяет более чем 75% стаи регулярно участвовать в совместном дыхании без длительного ожидания.

Математические алгоритмы, описывающие групповое поведение рыб, планируется применить в сфере робототехники. Разработанная учеными компьютерная модель позволяет координировать движение разнородных групп технических устройств. Этот принцип может быть использован для настройки синхронной работы роев беспилотных летательных аппаратов и роботов, имеющих разные технические характеристики и емкость аккумуляторов, при выполнении задач в сельском хозяйстве, поисково-спасательных операциях и мониторинге окружающей среды.

Источник: phys