据我所知，自然纪录片和教科书都说，成群的鸟类和鱼群会聚集在大规模协调的群体中以保护自己免受捕食者的侵害。这种解释非常合理。毕竟，许多双眼睛可以更容易地发现危险，而许多身体则可以混淆猎人的感官。但是，常识常常会误导我们在生物学上的判断，而且很少有人去验证集体运动是否能提供免受捕食者侵害的保护。 Christos Ioannou 是最早的几个人之一。通过让捕食性鱼类追逐虚拟猎物，Ioannou 可以精确控制其运动，他证明了协调的群体确实不太可能受到攻击。到目前为止，显而易见的是，Ioannou 的研究结果有一个引人入胜的含义：即使猎物看不见捕食者，捕食者也能触发集体运动的进化。虽然我们经常认为鸟群和鱼群是对猎人袭击的反应，但这种反应不必是故意的。即使猎物对所面临的威胁一无所知，它们也可能进化成作为一个整体来移动。Ioannou 目前在布里斯托大学工作，但他是在 Iain Couzin 的实验室进行的鱼类实验。Couzin 和其他人利用计算机模拟来重现真实动物群体的复杂运动。他们的虚拟鸟群和鱼群可以使用看似简单的规则，例如“紧贴邻近的同类”或“指向同一方向”，来模仿椋鸟或沙丁鱼的迷人运动。这些模拟可以告诉我们动物如何一起移动，但不能告诉我们为什么。为了弄清这一点，Ioannou 和 Couzin 需要一个虚拟鱼群的观众。他们选择了蓝鳃太阳鱼，这是一种北美常见的鱼类，它们在湖泊和河流中捕食小型动物。他们将单独的蓝鳃太阳鱼放入水箱中，水箱的远壁上投影了 16 个猎物——实际上只是红色的点。每个点独立运动，它们与邻居保持的距离以及与邻居运动方向的一致性各不相同。有些形成了协调的群体，有些只是聚集在一起，还有些则独自随机移动。这些点看起来有点像蓝鳃太阳鱼吃的蚤状水蚤，鱼很乐意去捕食它们。当它们发起第一次攻击时，Ioannou 和 Couzin 分析了它们的目标点。他们还将这些攻击与随机攻击的虚拟蓝鳃太阳鱼的攻击进行了比较。他们发现，真正的蓝鳃太阳鱼根据猎物的运动方式，对“猎物”有明显的偏好。那些彼此保持相对接近，同时又保持方向一致的点最不容易受到攻击。看来，安全在于吸引力和方向性之间的平衡，但也不能太多。Ioannou 和 Couzin 发现吸引力很重要，因为它导致了更大的群体，而更大的群体对捕食者来说更具迷惑性。当蓝鳃太阳鱼面对更大的“猎物”群体时，它们会花费更多时间停留在原地，并决定在哪里发起攻击。如果猎物完全不被邻居吸引，它们通常会单独漂浮，但如果它们过于被吸引，它们就会形成密集但几乎不动的水团。存在一个最佳平衡点。方向性也是如此。如果这些点彼此吸引但方向性很弱，那么整个群体移动得非常缓慢。它们花费更多时间停留在显示器的边缘，并且更容易受到攻击。这是因为蓝鳃太阳鱼在茂密的植被中捕食猎物，并且它们已经适应了在从可见水域到隐藏水域移动时发现猎物。如果这些点方向性很弱，它们会在这些危险区域花费更多时间。但如果它们过于一致，它们的运动就会变得过于直线化和可预测，个体就会发现自己处于群体边缘，在那里它们更容易受到攻击。同样，存在一个最佳平衡点。这一切都取决于猎物的反应。蓝鳃太阳鱼会选择性地攻击以特定方式移动的鱼，因此幸存者往往是那些在吸引力和方向性方面达到适当平衡的鱼。即使猎物从未看见或对捕食者做出反应，协同运动也应该会进化出来。这一切现在已经是旧闻了。研究结果刚刚公布，但 Couzin 说：“我们已经将这项技术推进了很远很远。”他现在可以将猎物投射到水箱中的任何位置，而不仅仅是在一面墙上，并且可以跟踪蓝鳃太阳鱼的眼睛，让“猎物”对其凝视做出反应。“我们可以重建一个真实的 3D 场景，猎物可以在水箱中与捕食者一起漂浮——现在它们还可以实时响应捕食者的运动，”他说。“我们还在开发照片级逼真的虚拟鱼，以便我们可以模拟鱼类之间的相互作用。” **参考：** Ioannou, Guttal & Couzin. 2012. Predatory Fish Select for Coordinated Collective Motion in Virtual Prey. Science. http://dx.doi.org/10.1126/science.1218919 **Couzin 团队的更多内容：**
