Ny indsigt i, hvordan zebrafisk opnår næsten optimal fourageringseffektivitet og retfærdighed blandt grupper, er blevet offentliggjort i dag i det åbne tidsskrift eLife.
Resultaterne, baseret på analyse af de fælles svømmemønstre for individuelle zebrafisk og grupper, og detaljerede matematiske modeller af deres adfærd, tyder på, at specialiserede sociale interaktioner gør det muligt for dyrene at fouragere effektivt og resulterer i mere ligelig fordeling af føde blandt gruppemedlemmer.
At leve i en gruppe har klare fordele, herunder deling af ansvar og ressourcer. At forstå de interaktioner mellem individer, der giver anledning til gruppeadfærd, er derfor central for at studere og analysere kollektiv adfærd i dyregrupper og andre biologiske systemer.
"I situationer i den virkelige verden vil dyr sandsynligvis støde på adskillige fødekilder eller trusler, hvor opretholdelse af en tæt gruppe måske ikke er gavnlig for alle gruppemedlemmer," forklarer hovedforfatter Roy Harpaz, som var ph.d.-studerende ved Weizmann Institute of Science, Israel, på det tidspunkt, hvor undersøgelsen blev udført, og er nu postdoc ved Harvard University, Cambridge, USA. "Faktisk har det vist sig, at skole- og stimearter spreder sig, når de konfronteres med distribuerede ressourcer. Vi havde til formål at karakterisere gruppesøgning i komplekse miljøer og kortlægge de funktionelle interaktioner mellem gruppemedlemmer."
Harpaz og hans ph.d.-rådgiver, Elad Schneidman fra Weizmann Institute, studerede fri fouragering af grupper af voksne zebrafisk i en åben arena. De sporede fødesøgningsadfærden hos enkelte voksne zebrafisk og grupper på tre eller seks fisk i en stor cirkulær arena med lavt vand, hvor små madflager var spredt på overfladen. Sporing af disse aktiviteter afslørede, at fisk samlede op på deres stimekammeraters svømmemanøvrer, hvilket indikerede tilstedeværelsen af mad, og reagerede ved at svømme til disse steder.
Teamet sammenlignede derefter forudsigelseskraften i en familie af matematiske modeller, baseret på udledte funktionelle og sociale interaktioner mellem zebrafisk. Modellen, der nøjagtigt beskrev individuelle og gruppes fourageringsadfærd, antyder, at interaktionen mellem fisk giver dem mulighed for at kombinere individuel og social information for at opnå næsten optimal fourageringseffektivitet og fremme mere lige foderindtagelse i grupper.
"Af de forskellige sociale modeller, vi testede, er det kun den, der er baseret på de sociale interaktioner, vi udledte fra observation af rigtige fisk, der resulterer i forbedret effektivitet og lighed," siger Harpaz."Vores model viser også, at de interaktioner, der ville maksimere effektiviteten i disse sociale fourageringsmodeller, afhænger af gruppestørrelsen, men ikke nødvendigvis af fødefordelingen. Vi antager derfor, at fisk adaptivt vælger den undergruppe af naboer, de 'lytter til' for at bestemme deres egen. adfærd."
"Opbygning af nøjagtige modeller for individuel adfærd hos grupper af fisk gjorde det muligt for os at udlede detaljerne om effektive sociale interaktioner mellem dem og afsløre en yderst effektiv og robust fourageringsstrategi," konkluderer seniorforfatter Elad Schneidman. "Dette arbejde er et eksempel på styrken ved at bruge detaljerede analyser af individer i rigtige grupper til at bygge datadrevne modeller af sociale interaktioner, og på at bruge disse modeller til at forbinde individuelle dyrs handlinger med en gruppes kollektive adfærd."
