Hoe zorg je er (als vis) voor dat je zo weinig mogelijk lawaai maakt? Het antwoord op deze vraag is simpel – maar daardoor niet minder bijzonder. Zo onthult een recent onderzoek dat vissen elkaars lawaai teniet kunnen doen door in groepen te zwemmen.
Het nieuwe onderzoek is er duidelijk over: voor een vis kleven er veel voordelen aan het zwemmen in een groep – voordelen die ook veel verder gaan dan alleen veiligheid. Wetenschapper Ji Zhou heeft meegewerkt aan het onderzoek. Zhou voegt toe: “We hebben ontdekt dat een afname in lawaai niet ten koste gaat van het zwemvermogen. Zo is het mogelijk dat een vis per staartslag veel verder komt door de hydrodynamische interacties tussen verschillende vissen in de groep.” Zhou laat weten dat, door in groepen te zwemmen, vissen uiteindelijk hogere snelheden kunnen behalen en tegelijkertijd minder energie hoeven te spenderen. Het onderzoek is gepubliceerd in het blad Bioinspiration & Biomimetics.
Als een vis in het water
De wetenschappers hebben de ontdekking kunnen doen door gebruik te maken van geavanceerde computersimulaties. Tijdens deze simulaties werden de golven nagebootst die een makreelvormige vis veroorzaakt op het moment dat deze aan het zwemmen is. Als deze golven gelijklopen, kunnen ze elkaar versterken. Het tegenovergestelde is ook waar: golven die niet gelijklopen kunnen elkaar (grotendeels) opheffen. De wetenschappers hebben ontdekt dat dit ook waar is voor het lawaai dat vissen uiteindelijk onderwater produceren. Mede-wetenschapper Rajat Mittal heeft meegewerkt aan het onderzoek. Mittal legt uit: “Geluid gedraagt zich als een golf. Als twee golven gelijklopen, kunnen ze elkaar versterken. Deze golven kunnen elkaar ook opheffen op het moment dat ze uit de maat lopen. Dat is vooral wat er hier aan de hand is – ook al hebben we het hier over zachte geluiden die mensen nauwelijks kunnen horen. De vissen hoeven onderling niet hun staartslagen te coördineren; het simpelweg in de buurt zwemmen van elkaar is al meer dan genoeg.”
De wetenschappers hebben twee verschillende animaties gemaakt om het bovenstaande punt beter te illustreren. Bij de eerste animatie zwemmen er vier vissen naast elkaar en bewegen de staarten zich niet gelijktijdig. Deze animatie geeft de stilste formatie weer. Als je naar de gesimuleerde golven kijkt kan je duidelijk zien wat er gebeurt: uiteindelijk lijken ze zichzelf op te heffen en verdwijnen ze van de simulatie. Bij de tweede simulatie zwemmen de vissen juist in een ruitjespatroon en gaan de staarten tegelijkertijd heen en weer. Dit resulteert dan ook in golven die veel ‘dikker’ gesimuleerd worden. Het is belangrijk om te noemen dat, alhoewel er maar vier vissen te zien zijn op deze afbeeldingen, de wetenschappers voor het onderzoek zelf (natuurlijk) simulaties hebben gemaakt waarbij er veel meer vissen zijn toegevoegd. Tijdens deze simulaties met meerdere vissen ontdekten de wetenschappers dat een groep van zeven vissen uiteindelijk net zoveel lawaai kan maken als een enkele vis.
Schoolvorming
De resultaten van het onderzoek zijn significant, omdat ze een extra verklaring vormen voor schoolvorming. Mittal licht toe: “Het is algemeen bekend dat vissen zich beter tegen roofdieren kunnen beschermen op het moment dat ze in een groep zwemmen. Deze resultaten laten zien dat er sprake is van een grote afname in hoeveel lawaai ze produceren tijdens het zwemmen. Een jachtdier, zoals een haai, kan hierdoor een groep verwarren met een enkele vis. Voor prooivissen kan dit een belangrijk voordeel zijn, en we denken dat dit dan ook bijgedragen kan hebben aan het ontstaan van visscholen.”
In het onderzoek zelf zijn de wetenschappers nog best kritisch op hun werk. Ze wijzen er bijvoorbeeld op dat vissen ‘in het echt’ natuurlijk niet altijd strak naast elkaar blijven zwemmen, maar dat het goed mogelijk is dat sommige vissen ineens van richting veranderen. Daarnaast hebben niet alle vissen dezelfde staartslagfrequentie, maar kan het voorkomen dat sommige vissen net iets sneller – of langzamer – hun staart bewegen dan wat gebruikelijk is binnen de groep. Dit zijn belangrijke factoren om te overwegen, omdat dit soort ‘imperfecties’ uiteindelijk toch een hoop lawaai kunnen produceren. De wetenschappers laten dan ook weten dat ze voor een volgend onderzoek gebruik willen maken van simulaties waarbij de vissen wat ‘vrijer’ kunnen bewegen. Niet alleen dat; ook willen ze de turbulentie van de oceaan toevoegen als een nieuwe variabele.
