Os peixes de cardume, como o tetra-nariz-de-rummy, dependem fortemente de pistas visuais para navegar no seu ambiente, comunicar com os seus pares e evitar obstáculos. No entanto, a disponibilidade destas pistas visuais é significativamente afetada por mudanças nas condições ambientais, como a intensidade da luz. Um estudo recente liderado pelo Dr. Guy Theroulas do Centre National de la Recherche Scientifique e da Universidade Normal de Pequim e da Universidade de Toulouse investigou o impacto das diferentes condições de luz nas interações sociais e no comportamento coletivo desses peixes. Suas descobertas, publicadas na PLOS Computational Biology, fornecem novos insights sobre como os fatores ambientais podem impulsionar o comportamento de animais gregários.
A equipe de pesquisa conduziu uma série de experimentos analisando os movimentos de tetras com nariz torto sob diferentes condições de luz. O estudo combinou dados empíricos com modelagem computacional para reconstruir e compreender as interações entre peixes individuais e seu ambiente.
“Nossos experimentos demonstram que a intensidade da luz modula fortemente as interações sociais entre os peixes, afetando seus padrões de movimento coletivo”, disse o Dr. Theroulas. Esta modulação ocorre sem alterar a natureza fundamental das interações, mas altera a sua força e extensão, levando a padrões distintos de movimento coletivo dentro dos grupos de peixes.
Sob condições de pouca luz, os peixes apresentam movimentos curtos e frequentes, possivelmente como estratégia para evitar colisões quando a informação visual é escassa. À medida que a intensidade da luz aumentava, os peixes percorriam caminhos mais longos e diretos e interagiam mais fortemente com os seus pares e com os limites do seu ambiente. Esta mudança de comportamento destaca o importante papel da informação visual na manutenção da coesão do grupo e na navegação nos espaços.
Nas suas simulações, os investigadores descobriram que à medida que a intensidade da luz aumentava, os peixes nadavam cada vez mais próximos das paredes do tanque. Em pequenos grupos, este efeito é mais pronunciado, levando a padrões de natação altamente polarizados onde todos os peixes estão alinhados e se movem na mesma direção. No entanto, em grupos maiores, os peixes exibiam um padrão diferente – formando um padrão de “moagem” que girava em torno do centro do tanque.
Dr. Theraulaz e sua equipe desenvolveram um modelo de natação na praia e explosão baseado na análise quantitativa dos movimentos dos peixes, com foco em como as interações sociais e físicas dos peixes com o ambiente mudam com a intensidade da luz. O modelo replicou com sucesso observações experimentais, mostrando como as mudanças induzidas pela luz no nível individual se traduzem em comportamentos coletivos no nível do grupo.
“A dinâmica coletiva que observamos em tetras de nariz arrebitado sob diferentes condições de luz sugere que fatores ambientais, como a intensidade da luz, afetam significativamente as interações sociais”, observou o Dr. “Nosso trabalho não apenas esclarece comportamentos específicos de cardumes de peixes, mas também fornece implicações mais amplas para a compreensão do comportamento coletivo em outras espécies animais.”
Este estudo ressalta a importância de considerar variáveis ambientais ao estudar interações sociais e comportamentos coletivos em animais. Também fornece uma base para pesquisas futuras sobre como outros fatores, como a turbidez da água ou a temperatura, podem afetar a dinâmica de grupo na escolarização de peixes ou outras espécies sociais.
Nota de diário
Xue, T., Li, X., Lin, G., Escobedo, R., Han, Z., Chen, X., Sire, C., Theraulaz, G. “Ajustar a força das interações sociais resulta em respostas coletivas à intensidade da luz em cardumes de peixes.” Biologia Computacional PLOS (2023). DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1011636
As fotos são referências
G. Theroulas, CRCA, CBI
David Villa Science Imagem/CPI/CNRS, Toulouse
Sobre os professores
Guy Theroulas é pesquisador sênior do Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS) e trabalha no Centre de Recherches sur la Cognition Animale em Toulouse, França. Ele recebeu seu Ph.D. licenciatura pela Universidade de Aix-Marseille e residência na Universidade Paul Sabatier em Toulouse. Ele é um especialista no estudo do comportamento animal coletivo e um pesquisador pioneiro na área de inteligência de enxames. É autor de mais de cem publicações e cinco livros, entre os quais Swarm Intelligence: Natural to Artificial Methods (Oxford University Press, 1999) e Self-Organization in Biological Systems (Princeton University Press, 2001) são considerados livros de referência. Foi agraciado com a Medalha de Bronze do CNRS em 1996.
Senhor Clemente é pesquisador associado sênior do Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS) e trabalha no Laboratoire de Physique Theorique em Toulouse, França. Graduou-se na École Normale Supérieure (ENS) e recebeu seu doutorado. licenciatura em física teórica pela Universidade Pierre e Marie Curie e ENS. Ele é um especialista em física da sociedade e física estatística de desequilíbrio. Ele é um árbitro ilustre da American Physical Society desde 2012 e recebeu a Medalha de Bronze do CNRS em 1994.
XU LI e TINGTING XUE Alunos de doutorado na Escola de Ciência de Sistemas da Universidade Normal de Pequim, eles também passaram 18 meses trabalhando no Centre d’Recherches sur la Cognition Animale em Toulouse, França. Seus interesses de pesquisa incluem movimento coletivo, transições de fase e fenômenos críticos, aprendizado de máquina e turbulência. Ele publicou muitos artigos em PLOS Computational Biology, Machine Learning: Science and Technology, Chinese Physics B, Physics Review Research e Europhysics Letters.
