Мяч-приманка

Защитный механизм, используемый небольшими стайными рыбами

Стая голубых каранксов обрабатывают косяк анчоусов , которые могут сжаться в сферический шар-приманку, если им угрожает достаточная опасность.

Приманочный шар , или приманочный шар , образуется, когда мелкие рыбы собираются в плотно упакованную сферическую формацию вокруг общего центра. ^[1] Это последняя мера защиты, принимаемая мелкими стайными рыбами , когда им угрожают хищники. Мелкие стайные рыбы поедаются многими видами хищников , и по этой причине их называют приманочными рыбами или кормовыми рыбами .

Например, сардины собираются в группы, когда им угрожает опасность. Это инстинктивное поведение является защитным механизмом, так как одиночные особи с большей вероятностью будут съедены, чем особь в большой группе. Шары приманки из сардин могут быть 10–20 метров (33–66 футов) в диаметре и простираться на глубину до 10 метров (33 фута). Шары приманки недолговечны и редко существуют дольше 10 минут.

Однако шары-приманки также заметны, и когда стайная рыба формирует шар-приманку, она может привлечь внимание многих других хищников. В ответ на оборонительные возможности стайной рыбы некоторые хищники разработали сложные контрмеры. Эти контрмеры могут быть невероятно успешными и могут серьезно подорвать оборонительную ценность формирования шаров-приманок.

Фон

Мелкие пелагические рыбы живут в открытой воде, поэтому, в отличие от донных или рифовых рыб , они не могут прятаться среди водорослей, в расщелинах кораллов или под камнями на дне. Это делает их уязвимыми для нападения крупных хищных рыб , а также других хищников, таких как морские млекопитающие и морские птицы . В результате мелкие пелагические рыбы обычно собираются в стаи для защиты. Стайные рыбы выработали сложные методы уклонения. Когда они собираются в стаю, у них много глаз, что затрудняет засаду; а их серебристые тела ослепляют, что затрудняет хищникам выбор отдельных рыб. ^[2] Они реагируют на движения хищника молниеносными рефлексами, ритмично двигаясь вверх и вниз с быстрой сменой направления. Когда приближается хищник, они могут разделяться и перестраиваться позади хищника. На последних этапах атаки они могут взрывообразно рассредоточиваться во всех направлениях, а затем так же быстро перестраиваться. ^{[3] [4]} Подобные оборонительные маневры кажутся отрепетированными, хотя это не так. Внутри самой стаи нет централизованного интеллекта, который знает, как сконфигурирована стая. Скорее, поведение стаи является возникающим следствием относительно простых правил, которым следует каждая отдельная рыба в стае, таких как оставаться близко друг к другу, двигаться в одном направлении и избегать столкновений друг с другом. ^{[5] [6]}

Некоторые виды кормовых рыб, движимые доступностью питательных веществ и стадией своего жизненного цикла, образуют огромные косяки в предсказуемых местах и ​​в предсказуемое время года. Обычно косяки хорошо работают в качестве защиты от случайных хищников. Косяки рыб в больших количествах могут привлекать соответственно огромное количество хищников, включая морских птиц, акул, тунцов, марлиновых, стаи дельфинов, косаток и горбатых китов. Скопления хищников в таких масштабах означают, что косяки могут быть атакованы со всех сторон и в панике сформированы в шары из приманки. ^[7]

Шарик-приманка — это последняя отчаянная мера защиты, принимаемая стаями рыб, когда они переполнены, а более эффективные защитные стратегии не срабатывают. Стайных рыб легче атаковать, когда они отказываются от своего свободного струйного поведения и формируются в плотный шар-приманку. Многие виды хищников усвоили, что, взаимодействуя сообща, они могут запугать стайных рыб и сформировать шар-приманку. Такое кооперативное поведение может происходить как внутривидовое (между особями внутри вида хищников), так и межвидовое (между особями, принадлежащими более чем к одному виду хищников).

Формирование и распад

Процесс, который приводит к образованию шара приманки, обычно начинается, когда хищники обнаруживают косяк рыбы глубоко под поверхностью. Хищники совершают рывки и используют различные тактики запугивания, чтобы заставить косяк рыбы подняться на поверхность, одновременно сгоняя его в компактный объем. Встревоженная рыба, пойманная в ловушку у поверхности и окруженная со всех сторон, отказывается от своих скоординированных движений косяка и становится хаотичной. Их изящные и дисциплинированные стратегии косяка с равномерным расстоянием и полярностью деградируют до неистовых попыток каждой рыбы спасти себя. Таким образом, плотный шар приманки формируется, когда каждая рыба пытается уйти с поверхности шара и спрятаться внутри. Симметрия этого центростремительного действия образует сферу, форму с минимальной площадью поверхности для данного объема, тем самым подвергая наименьшее количество рыб на поверхности воздействию хищников. ^[8] Движение, звук и запах могут привлекать больше хищников, включая различные виды хищников, пока не образуется карусель из них, каждый вид использует свои собственные характерные стратегии хищничества. Рыбы, которые вырываются на свободу, отлавливаются и съедаются. Может возникнуть неистовство , когда хищники соревнуются. По мере того, как шар-приманка уменьшается в размере и количестве, хищникам становится все легче нацеливаться на выживших.

Стратегии хищников

Пара горбатых китов делает выпад, чтобы покормиться

Хищники разработали различные контрмеры, чтобы нарушить оборонительные маневры стай и косяков кормовой рыбы. Часто это включает в себя атаку на косяк или шар-приманку на высокой скорости.

Некоторые киты выпадают, чтобы поесть приманки. ^[9] Выпады — это экстремальный метод кормления, при котором кит ускоряется снизу приманки до высокой скорости, а затем открывает рот под большим углом. Это действие создает давление воды, необходимое для расширения его рта, чтобы поглотить и отфильтровать огромное количество воды и рыбы. Выпады, которые делают полосатики , семейство огромных усатых китов, включающее синего кита , считаются крупнейшим биомеханическим событием на Земле. ^[10]

Рыба-меч на большой скорости проносится сквозь косяки кормовых рыб, нанося удары своими мечами, чтобы убить или оглушить добычу. Затем они поворачиваются и возвращаются, чтобы съесть свою добычу. ^[11] Акулы-молотки используют свои длинные хвосты, чтобы оглушить стайку рыб. ^{[12] [13]} Акулы-прядильщики проносятся вертикально сквозь косяки, вращаясь вокруг своей оси с открытым ртом и щелкая всем вокруг. Импульс акулы в конце этих спиральных забегов часто поднимает ее в воздух. ^{[14] [15]}

Олуши падают с высоты 30 метров (100 футов), ныряя в воду и оставляя за собой паровые следы, как истребители. Они входят в воду со скоростью до 86 километров в час (53 мили в час) и погружаются на глубину 34 метра (111 футов). Под кожей на морде и груди у олуш есть воздушные мешки, которые действуют как пузырчатая пленка , смягчая удар водой. ^{[16] [17]}

• 
  Рыбы-меч рубят своими мечами.
• 
  Лисьи акулы наносят удары хвостом.
• 
  Акулы-прядильщики вращаются вокруг своей оси.
• 
  Олуши «пикируют» на большой скорости.

Сотрудничество хищников

Парусники работают сообща, поднимая паруса, чтобы казаться намного больше, и таким образом они могут «согнать» косяк рыб или кальмаров.

Вид сверху на пузырчатую сеть

Группа горбатых китов, прорывающихся через центр своей пузырчатой ​​сети

Гнезда для бара работают с небольшим шаром-приманкой

Самая эффективная стратегия, которую хищники используют против стайной рыбы, — сначала напугать ее, чтобы она сформировала шар из приманки. Такие стратегии, как те, что описаны в предыдущем разделе, могут работать в некоторой степени против свободно движущихся косяков рыб, но работают намного лучше, если косяк рыб сначала уплотняется в шар из приманки. Хищникам, работающим по отдельности, трудно напугать косяк рыб, чтобы он превратился в шар из приманки, и обычно они действуют сообща.

• Лисьи акулы уплотняют свою добычу, плавая кругами вокруг нее, разбрызгивая воду своими длинными хвостами, часто парами или небольшими группами. Затем они резко бьют по приманке, чтобы оглушить рыбу верхней частью хвоста. ^[12]
• Стаи кормовых рыб могут привлекать шелковистых акул в больших количествах. Было задокументировано, что шелковистые акулы «собирают» такие стаи в шар-приманку, застрявший у поверхности, а затем поедают всю стаю. ^[18] При нападении на плотно сбитую рыбу шелковистые акулы прорываются сквозь шар и бьют открытым ртом, хватая добычу за углы челюстей. Хотя несколько особей могут питаться одновременно, каждая начинает свою атаку независимо. ^[19]
• Стаи многих видов дельфинов обычно загоняют косяк рыбы в шар приманки, в то время как отдельные особи по очереди прочесывают и питаются более плотной стаей. Загонка в загон — это метод, при котором рыбу загоняют на мелководье, где ее легче поймать. Некоторые дельфины идут дальше , кормясь на берегу , загоняя добычу, пока она не окажется на илистой отмели, где к ней можно легко добраться. ^[20] Также было замечено, что дельфины выпускают пузыри, чтобы напугать и отделить отдельных рыб от шара приманки. ^[21]

• Горбатый кит использует технику кормления, называемую кормлением пузырьковой сетью . ^[22] Группа китов плавает в сужающемся круге, пуская пузыри под косяком хищных рыб. ^[22] Кормовые рыбы проявляют сильный страх перед пузырями и могут легко удерживаться в пузырьковой завесе. ^[23] Сжимающееся кольцо пузырьков окружает косяку и ограничивает ее во все меньшем цилиндре. Затем киты бросаются на корм, часто как синхронизированная группа, внезапно плывя вверх через «сеть», разевают рты и заглатывают тысячи рыб одним глотком. Кольцо может начинаться с 30 метров (98 футов) в диаметре, возможно, с дюжиной китов, сотрудничающих. Использование криттеркамеры, прикрепленной к спине кита, показало, что некоторые киты пукают пузыри, в то время как другие ныряют глубже, чтобы загнать рыбу к поверхности, а третьи загоняют добычу в сеть с помощью вокализации. ^{[24] [25]} Некоторые горбатые киты также пугают стайную рыбу, ударяя своим хвостом ( лобохвост ). ^[26] Хотя многие виды китов выпрыгивают из воды, чтобы добыть пропитание, только горбатые киты используют пузырчатые сети. ^[27]

• Косатки обычно охотятся на более крупную рыбу, такую ​​как лосось, поодиночке или небольшими группами особей. Однако кормовую рыбу, такую ​​как сельдь , часто ловят с помощью карусельного кормления . Косатки заставляют сельдь сбиваться в плотный шар, выпуская взрывы пузырьков или сверкая белыми нижними частями. Затем они бьют по шару хвостовыми плавниками, либо оглушая, либо убивая до 10–15 сельдей одним удачным шлепком. Затем сельдь съедают по одной. Карусельное кормление было задокументировано только у норвежской популяции косаток и у некоторых видов океанических дельфинов. ^[28]
• Кашалоты также могут пасти добычу стадом.

Смешанное кормление видов

Рыбы, которые собираются в стаи в больших количествах, могут привлекать внимание многих различных видов хищников. Привлечение огромного количества хищных рыб означает, что эти виды хищников, которые в противном случае могли бы быть взаимно антагонистичными, обычно сотрудничают друг с другом для достижения общей цели.

Киты Брайда часто отслеживают группы дельфинов, когда они загоняют добычу в стадо. Как только дельфины загоняют добычу в загон, киты бросаются за едой через центр. ^{[30] [31]}

В 2001 году Клуа и Гросвалет предложили четырехэтапную модель для описания смешанного поведения при кормлении, включающего дельфинов-белобочек , тунцов и морских птиц -буревестников . ^[32]

• На подготовительном этапе дельфины быстро кружат вокруг косяка рыб, чтобы уплотнить его.
• На этапе интенсификации приманочный шар дополнительно структурируется дельфинами, кружащими и добывающими пищу по периферии шара, в то время как буревестники добывают пищу с поверхности океана.
• В зрелой фазе дельфины временно рассеиваются, когда гигантский тунец делает вертикальный выпад через центр шара. В этот момент концентрация шара-приманки оптимальна.
• Наконец, на этапе рассеивания тунец и морские птицы рассеиваются, а некоторые дельфины возвращаются, чтобы поесть остатки шара.

Большую часть лет у берегов Южной Африки с мая по июль миллиарды сардин (в частности, южноафриканская сардина Sardinops sagax ) мечут икру в прохладных водах Агульясской банки и движутся на север вдоль восточного побережья Южной Африки . Эта большая миграция рыб называется ходом сардин . Их огромное количество создает безумие кормления вдоль береговой линии . Ход, содержащий миллионы отдельных сардин, происходит, когда течение холодной воды направляется на север от Агульясской банки до Мозамбика , где оно затем покидает береговую линию и идет дальше на восток в Индийский океан . Во время хода сардин около 18 000 дельфинов, ведущих себя как овчарки, сгоняют сардин в шары-приманки или загоняют их в загон на мелководье. После того, как их окружают, дельфины и другие хищники по очереди прочесывают шары-приманки, пожирая рыбу, пока они проносятся. Сверху на них также нападают морские птицы: стаи олуш , бакланов , крачек и чаек . Ход сардин показан в первом эпизоде ​​документального фильма BBC о природе 2001 года «Голубая планета» и в документальном фильме 3D IMAX 2008 года «Дикий океан» .

Подобная большая миграция сельди происходит каждый год во время летнего цветения планктона вдоль побережья Британской Колумбии и Аляски. Миграция показана в заключительном эпизоде ​​документального фильма BBC о дикой природе 2009 года « Великие события природы» . Зимой прибрежные фьорды и заливы относительно безжизненны, и местные морские львы Стеллера должны нырять глубже и дальше от берега, чтобы поймать широко распространенную сельдь . Горбатые киты зимуют в теплых водах Тихого океана у Гавайев , где молодые матери кормят своих детенышей грудью. Они начинают свое путешествие на север длиной в 3000 миль (4800 км) ранней весной, когда морские львы также рожают своих детенышей. Весенние штормы нарушают питательные вещества в воде, которые вместе с укрепляющей силой солнца действуют как катализаторы цветения планктона. Огромные косяки сельди прибывают на нерест, окрашивая мелководье в молочно-белый цвет. Сельдь просеивает планктон из воды. За ними следуют более крупные хищники, включая тихоокеанских белобоких дельфинов и косаток . Кайры ныряют под косяки сельди и подбирают рыбу снизу, прижимая ее к поверхности. Их защита заключается в формировании шара-приманки, но чайки, собравшиеся на поверхности, нападают на них сверху. В финале программы показаны уникальные подводные кадры, на которых горбатые киты заглатывают целые шары-приманки, и показано их кооперативное охотничье поведение, называемое ловлей в пузырчатую сеть. ^[33]

Смотрите также

• Безумие кормления

Примечания

1. Вебб, Чарльз Харпер (лето 2015 г.). «BAIT BALL». The Georgia Review . 689 : 271 – через JSTOR.
2. Мегурран, А.Е. (1990) «Адаптивное значение стайности как защиты рыб от хищников» Annales Zooligici Fennici , 27 : 51–66.
3. Partridge BL (1982) «Структура и функции косяков рыб». Архивировано 03.07.2011 в Wayback Machine Scientific American , 246 (6) 114–123.
4. Magurran AE и Pitcher TJ (1987) «Происхождение, размер косяка и социобиология поведения избегания хищников в косяках пескарей» Proc. R. Soc. Lond. B , 229 (1257): 439–465. doi :10.1098/rspb.1987.000
5. Рейнольдс, CW (1987). «Стада, стада и косяки: распределенная поведенческая модель». Компьютерная графика . 21 (4): 25–34. CiteSeerX 10.1.1.103.7187 . doi :10.1145/37401.37406. ISBN  0897912276. S2CID  546350.
6. Пэрриш Дж. К., Вискидо С. В. и Грюнбаумб Д. ​​(2002) «Самоорганизующиеся стаи рыб: исследование возникающих свойств» Биологический вестник 202 : 296–305.
7. Сейферт ДД (2010) Водная колонна: окончание школы. Архивировано 24 января 2010 г. в Wayback Machine. Ноябрь 2010 г., Dive Magazine UK .
8. Гамильтон У. Д. (1971) «Геометрия для эгоистичного стада». Архивировано 21 июля 2011 г. в журнале Wayback Machine Journal of Theoretical Biology 31 : 295–311.
9. Ривз Р. Р., Стюарт Б. С., Клэпхэм П. Дж. и Пауэлл Дж. А. (2002) Справочник Национального общества Одюбона по морским млекопитающим мира Chanticleer Press. ISBN 9780375411410 . 
10. Potvin J и Goldbogen JA (2009) «Пассивное против активного поглощения: вердикт, полученный на основе моделирования траектории выпадов финвалов Balaenoptera physalus JR Soc. Interface , 6 (40): 1005–1025. doi :10.1098/rsif.2008.0492
11. Хельфман GS, Колетт BB и Фейси DE (1997) Разнообразие рыб Страница 326, Wiley-Blackwell. ISBN 978-0-86542-256-8 . 
12. Seitz, JC Pelagic Thresher. Музей естественной истории Флориды. Получено 22 декабря 2008 г.
13. Оливер СП, Тернер Дж. Р., Ганн К., Сильвоса М. и Д'Урбан Джексон Т. (2013) «Лисьи акулы используют удары хвостом как стратегию охоты» PLoS ONE , 8 (7): e67380. doi :10.1371/journal.pone.0067380
14. Compagno, LJV (1984). Акулы мира: аннотированный и иллюстрированный каталог известных на сегодняшний день видов акул . Рим: Продовольственная и сельскохозяйственная организация. С. 466–468. ISBN 92-5-101384-5.
15. "Carcharhinus brevipinna, акула-прядильщик". MarineBio.org . Получено 9 мая 2009 г. .
16. Ropert-Coudert Y, Gremillet D, Ryan P, Kato A, Naito Y и Le Maho Y (2004) «Между воздухом и водой: ныряние капской олуши Morus capensis» Ibis , 146 : 281–290.
17. Brierley AS и Fernandes PJ (2001) «Глубины погружения северных олуш: акустические наблюдения за Sula bassana с автономного подводного аппарата». Auk , 118 : 529–534.
18. Бонфил, Р. (2008). «Биология и экология шелковистой акулы, Carcharhinus falciformis ». В Camhi, М.; Пикитч, ЕК; Бабкок, EA (ред.). Акулы открытого океана: биология, рыболовство и сохранение . Blackwell Science. стр. 114–127. ISBN 978-0-632-05995-9.
19. Мартин, Р. А. Открытый океан: Шелковистая акула. ​​Центр исследований акул ReefQuest. Получено 12 сентября 2009 г.
20. Министерство торговли США, Национальное управление океанических и атмосферных исследований, Национальная служба морского рыболовства. «Прибрежные запасы атлантических бутылконосых дельфинов: обзор состояния и управление. Протоколы и рекомендации семинара, проведенного в Бофорте, Северная Каролина, 13 сентября 1993 г. – 14 сентября 1993 г.» (PDF) . стр. 56–57.
21. Neumann DR и Orams MB (2003) «Пищевое поведение короткоклювых дельфинов-белобочек, Delphinus delphis , в Новой Зеландии». Водные млекопитающие , 29 : 137–149.
22. Hain JHW, Carter GR, Krau SD, Mayo CA и Winn HE (1982) «Пищевое поведение горбатого кита Megaptera novaeangliae в западной части Северной Атлантики». Fishery Bulletin , 80 : 259–268.
23. Шарп ФА и Дилл ЛМ (1997) «Поведение стай тихоокеанской сельди в ответ на искусственные пузыри горбатых китов» Канадский журнал зоологии , Can J Zool , 75 :725–730.
24. Аклин, Деб (5 августа 2005 г.). «Crittercam раскрывает секреты морского мира». National Geographic News. Архивировано из оригинала 12 октября 2007 г. Получено 1 ноября 2007 г.
25. Подготовлено группой по восстановлению популяции горбатых китов для Национальной службы морского рыболовства, Силвер-Спринг, Мэриленд (1991). План восстановления популяции горбатых китов (Megaptera novaeangliae). Национальная служба морского рыболовства. стр. 105.
26. Weinrich, Mason T.; Schilling, Mark R.; Belt, Cynthia R. (1992). «Доказательства приобретения нового поведения при кормлении: кормление китов-лобхейлов у горбатых китов, Megaptera novaeangliae». Animal Behaviour . 44 (6): 1059–1072. doi :10.1016/S0003-3472(05)80318-5. S2CID  53270820.
27. Кормление с помощью пузырьковой сети. Архивировано 03.09.2011 в Wayback Machine Alaska Whale Foundation . Получено 31 марта 2011 г.
28. Similä, T. & Ugarte, F. (1993). «Поверхностные и подводные наблюдения за кооперативно питающимися косатками». Can. J. Zool . 71 (8): 1494–1499. doi :10.1139/z93-210 . Получено 26 февраля 2010 г.^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
29. Лучшее в природе, запечатленное на камеру BBC News , 21 октября 2004 г.
30. Arnold PW, Birtles RA, Sobtzick S, Matthews M и Dunstan A (2005) «Глотательное поведение полосатиков: подводные наблюдения и функциональная интерпретация» Мемуары Музея Квинсленда , 51 , 309–332
31. Goldbogen JA, Calambokidis J, Shadwick RE, Oleson EM, McDonald MA и Hildebrand JA (2006) «Кинематика ныряния за пищей и кормления выпадами у финвалов». Архивировано 13 августа 2011 г. в журнале Wayback Machine Journal of Experimental Biology , 209 , 1231–1244.
32. Клуа и Гросвалет Ф (2001) «Смешанные виды кормящихся скоплений дельфинов, крупных тунцов и морских птиц на Азорских островах» Водные живые ресурсы , 14 (1): 11–18. doi :10.1016/S0990-7440(00)01097-4
33. Продюсеры Хью Пирсон и Джо Стивенс (18 марта 2009 г.). «Великий пир». Великие события природы . BBC. BBC One.

Ссылки

• Берджесс Э.А. (2006) «Экология кормодобывания дельфинов-белобочек (Delphinus sp.) в заливе Хаураки, Новая Зеландия», магистерская диссертация, Институт природных ресурсов, Университет Мэсси.
• Dement J Видовой обзор: Атлантический парусник (Istiophorus albicans) littoralsociety.org . Получено 28 марта 2011 г.
• Лейтон Т.Г., П.Р. Уайт и Финфер Д.К. (2009) «Гипотезы об акустике китов, дельфинов и морских свиней в пузырьковой воде» Труды Третьей международной конференции по подводным акустическим измерениям, технологиям и результатам .
• Фетекау Р. (2010) «Коллективное поведение биологических агрегатов в двух измерениях: нелокальная кинетическая модель» Математические модели и методы в прикладных науках , август 2010 г.
• Корпорация Маршалла Кавендиша (2004) Энциклопедия водного мира Страница 164, Маршалл Кавендиш. ISBN 978-0-7614-7418-0 . 
• Mate BR (2010). «Кашалоты, оснащенные метками ARGOS-GPS-TDR, демонстрируют скоординированное поведение при погружении, предполагающее совместное «мяч-приманка» при питании кальмарами Гумбольдта». Труды конференции AGU Ocean Sciences Meeting 2010 года . Архивировано из оригинала 4 апреля 2012 года.
• Робинсон КП, Стевик ПТ и Маклеод КД (2007) Комплексный подход к нелетальным исследованиям малых полосатиков в европейских водах Архивировано 02.10.2011 в Wayback Machine Европейское общество китообразных, серия специальных публикаций, № 47.
• Робинсон КП и Тетли МДЖ (2007) «Поведенческие наблюдения за кормящимися малыми полосатиками (Balaenoptera acutorostrata) во внешней части залива Морей-Ферт, северо-восток Шотландии» J. Mar. Biol. Assoc. UK , 87 : 85–86. doi :10.1017/S0025315407054161
• Сфакиотакиса М. и Цакирис Д.П. (2007) «Нервно-мышечный контроль реактивного поведения волновых роботов» Нейрокомпьютинг , 70(10–12) : 1907–1913.
• Штайнер Л. (1995) «Крупнозубый дельфин, Steno bredanensis: новый вид, обнаруженный на Азорских островах, с некоторыми заметками о поведении» Жизнь и морские науки , 13A : 125–127.
• Уотерс, Ханна (2010) Теперь в 3D: Форма криля и косяков рыб Scientific American . Приглашенный комментарий, 10 ноября 2010 г.

Внешние ссылки

• Компьютерное моделирование шариков-приманок
• Как горбатые киты ловят добычу с помощью сетей с пузырьками ScienceDaily . 24 июня 2011 г.