Het begrijpen van collectief gedrag bij dieren vormt al lange tijd een uitdaging voor biologen. Vissen bewegen vaak in scholen waarbij ze als één samenhangend collectief acteren, maar de vraag hoe een individueel dier bepaalt welke actie hij moet ondernemen te midden van talloze soortgenoten bleef onduidelijk. Een recent onderzoek van de Universiteit van Toulouse in Frankrijk brengt hier nu meer duidelijkheid in.
Perceptie versus feitelijke invloed
Wetenschappers onder leiding van Guy Theraulaz hebben onderzocht of vissen alle beschikbare informatie uit hun omgeving gelijktijdig verwerken of dat zij hun aandacht richten op een beperkt aantal buren. Volgens een artikel van newscientist.com stelt Theraulaz dat een vis weliswaar veel andere individuen tegelijkertijd kan waarnemen, maar dat dit niet betekent dat al deze vissen ook daadwerkelijk invloed hebben op zijn gedrag.
Om dit te kunnen testen, ontwikkelden de onderzoekers een innovatieve opstelling met virtual reality (VR). Een enkele rummy-nose tetra werd in een halfronde kom geplaatst, waarbij een camera de bewegingen van de vis nauwkeurig volgde. Op de binnenkant van de kom werden vier virtuele tetra's geprojecteerd, waardoor de echte vis het gevoel had omringd te zijn door medevissen. Zoals beschreven door , konden de virtuele vissen in realtime reageren op de bewegingen van de echte vis dankzij de koppeling tussen de camera en de projecties.
Toetsing van hypotheses
De VR-omgeving stelde de onderzoekers in staat om een wiskundig model over interacties tussen tetra's te toetsen aan de praktijk. Hierbij werden drie verschillende scenario's onderzocht om te bepalen hoe de vis reageerde op zijn virtuele omgeving. Men wilde weten of de vis zich liet leiden door één enkele dominante buurman, door een combinatie van twee vissen, of dat hij aandacht schonk aan alle vier de virtuele vissen tegelijk.
De resultaten van dit experiment wezen eenduidig in de richting van de eerste hypothese. De verzamelde data tonen aan dat een individuele vis in de groep in feite slechts luistert naar één meest invloedrijke buurman, aldus de berichtgeving van .
Voorkomen van informatie-overload
Deze ontdekking biedt een belangrijk inzicht in hoe dieren in grote groepen kunnen bewegen zonder overweldigd te raken door een overmaat aan visuele en sociale prikkels. Wanneer een vis alle interacties van alle omringende groepsleden tegelijkertijd zou moeten verwerken, zou dit kunnen leiden tot een informatie-overload. Door de focus te leggen op slechts één dominante informatiebron, kan de vis efficiënt reageren en toch een onderdeel blijven van de gecoördineerde beweging van de school.
Het onderzoek suggereert dat de schijnbare complexiteit van zwermen en scholen voortkomt uit eenvoudige, individuele beslissingen in plaats van een complexe berekening van de gehele groep, zoals vermeld door .