A scuola di nuoto: come un pesce impara a coordinarsi nel banco

Le regole a scuola sono semplici: si guarda il bimbo più vicino e si copia quello che fa. I ricercatori del dipartimento di matematica dell’Università di Uppsala, insieme ai biologi dell’Università di Sydney hanno dimostrato che i pesci si comportano in modo simile quando si tratta di piccoli banchi.

Guardare i movimenti dei banchi di pesci è uno degli spettacoli più affascinanti del mondo naturale. I banchi che vediamo nei nostri acquari locali possono essere più piccoli, ma sono comunque impressionanti esempi di come un gruppo può muoversi in maniera coordinata senza un leader. I ricercatori hanno studiato la forma e la struttura dei banchi di pesci per qualche tempo. Hanno usato simulazioni al computer per creare delle ipotesi su come funzioni questo coordinamento. Tuttavia, finora non sono stati in grado di determinare le regole con cui i singoli pesci interagiscono tra loro.

In uno studio pubblicato questa settimana su PNAS, i ricercatori  dell’Istituto di Matematica a Uppsala,  hanno studiato banchi di mosquito-fish (pesce-zanzara), noto anche come gambusia (Gambusia affinis). Studiando come questi pesci si comportan nel banco e usando modelli metematici al computer, i ricercatori sono stati in grado di decodificare le regole con cui questi pesci interagiscono tra loro. La regola si è rivelata incredibilmente semplice, ma efficace. Ogni pesce cerca di star dietro al pesce che ha davanti, ma rallenta quando si avvicina troppo. Inoltre ogni pesce copia ciò che fa il proprio vicino e si relaziona solo con quello. Attraverso queste semplici regole, i banchi di pesci zanzara si muovono in un modo coordinato.

Questi studi di piccoli gruppi di pesci creano le premesse per la comprensione dei movimenti dei banchi più grandi. I ricercatori di Uppsala utilizzano una combinazione di analisi dei dati con  l’aiuto della modellistica matematica per capire come, non solo i pesci, ma anche altri  animali come le formiche, gli uccelli e gli esseri umani si comportano in gruppo.

Due video presentano banchi di quattro pesci gambisia che nuotano  in una vasca rettangolare. Il primo mostra come i pesci sono tracciati individualmente per seguire la loro posizione e la direzione del movimento.

Nel secondo video si tiene come riferimento  il movimento di uno dei pesci, quello in rosso.

Il colore degli altri pesci riflette la loro distanza dal pesce di riferimento: il pesce in verde è il più vicino, eccetera. Osservando dove sono gli altri pesci del banco  quando il pesce di colore rosso corre, rallenta o cambia direzione, i ricercatori possono imparare quali siano le  “regole del movimento” dei pesci perchè il banco si muova in maniera coordinata.