Зачем рыба собирается в стаи

Казалось бы, в стае куда труднее добыть корм, ее легко обнаруживают хищники и люди, в стае у рыбы нет свободы перемещения. Но это только на первый взгляд, а если подойти к стаеобразованию с точки зрения науки, то можно увидеть выгоду и пользу как для отдельной рыбы, так и для всего их временного сообщества. Стаи бывают очень разными и по форме, и по содержанию. Ученые-ихтиологи выделяют несколько десятков типов стай, которые отличаются и по принципам формирования, и по размерам, и по функции, а также по времени суток и сезону образования.

В мире рыб гораздо больше стайных видов, чем одиночек. Это легко объясняется тем, что стая помогает рыбам выживать. Активнее всего объединяются в стаи пелагические рыбы, обитающие в толще воды. Хотя каких то строгих правил тут нет, в стаи собираются и хищные, и «мирные», и донные, и пелагические рыбы, и хорошие пловцы, и еле передвигающиеся. Но важнее всего стаеобразование для мигрирующих рыб. Причем не важно, какая это миграция: суточная вертикальная, или сезонная, или катадромно-анадромная, как у лососей.

Ихтиологи считают, что более 25% всех рыб перемещаются в виде стаи на протяжении всей своей жизни. А 50% проводят в стае младенчество (личинки) и детство (мальки). Пока не обнаружены стайные рыбы среди глубоководных и пещерных видов, а также нет их среди рыб, активных в ночное время или обитающих в укрытиях. Вряд ли можно найти их и среди прибрежных донных рыб (они, как правило, малоактивны), а также среди обитателей быстрых горных потоков или водоемов с постоянно высокой мутностью воды. В отличие от рыб, ведущих одиночный образ жизни, у стайных слабо развиты индивидуальные защитные приспособления: шипы, колючки, ядовитые железы, угрожающие демонстрации и т.п. Для стайных видов нехарактерна и забота о потомстве, выживаемость потомства они обеспечивают большим количеством выметываемой икры. Такие рыбы, как сельди, скумбрии или ставриды, погибают через несколько дней, если отделить их от стаи. Причиной гибели является в первую очередь стресс.

Что такое стая?

С точки зрения науки – это структурированная группа животных (млекопитающих, рыб, птиц), обычно одного вида, активно поддерживающих взаимный контакт и координирующих свои действия. Стая состоит из особей, которые выполняют ряд важных жизненных функций, будучи членами той или иной стаи на протяжении большой части своей жизни. Существует мнение, что именно стая (а не стадо) первобытных протолюдей послужила основой создания человеческого социума.
С точки зрения ихтиологов, стая – это группа рыб, которые ориентированы строго в одном направлении, держатся на определенном расстоянии друг от друга и сохраняют свою целостность во время всех перемещений. Проще говоря, основные характеристики стаи рыб – это единая ориентация рыбы в водоеме и синхронизация передвижения в воде. В зарубежной научной и популярной литературе стаеобразование рыб получило название «schooling», а состояние групповой объединенности – «school».

Как стая защищает своих членов?

Первый способ – это эффект «разбавления» угрозы со стороны хищника. Для каждого члена стаи вероятность стать жертвой нападающего хищника уменьшается пропорционально численности стаи.

Второй способ – избегание хищника. Ученые вычислили, что успех нападения хищника снижается с увеличением числа рыб в стае. И наоборот, рыба, отделившаяся от стаи, становится гораздо более легкой и привлекательной добычей для хищника.

Третий способ – стая приводит хищника в полное замешательство. Он растерян, не понимая, какую жертву выбрать. Иногда хищник бывает даже деморализован и подавлен размерами стаи. И у него пропадает аппетит. То есть для спасения от хищников срабатывают такие поведенческие реакции, как уплотнение стаи, поддержание минимального безопасного расстояния до хищника, и так называемый ф-маневр (fountain effect), «трафальгарский эффект», который заключается в том, что в стае уменьшается общее и индивидуальное время реакции на появление опасности.

Сколько рыб может собираться в стаю?

Минимум – это три особи. Две рыбы – это всего лишь пара. А три – уже стая. По три-пять особей могут держаться в мини-стаях хищники, молодь или другие группы рыб, обитающие в быстрых мелких ручьях, протоках или речках. Другая крайность – миллионы особей. Это океанические и морские виды тресковых, скумбриевых и других отрядов рыб. Сейчас существуют современные методы подсчета особей в стаях, точность которых достаточно высока, что требуется для удачного промыслового рыболовства.

Геометрически любое сообщество рыб в большинстве своем представляет трехмерную, объемную структуру. У этой структуры есть три основных геометрических показателя – высота, длина и ширина. Эти параметры подробно изучают и анализируют рыболовы-промысловики с помощью спутников, эхолотов и пр. Они могут прогнозировать, как в ближайшее время изменятся эти параметры и где следует ставить сети или куда подгонять сейнеры. Но эти параметры у стаи часто и резко изменяются. Так, в одном и том же эксперименте рыбы могут держаться стаями, параметры которых отличаются в десятки и даже сотни раз. Самыми огромными бывают стаи многих морских и океанических рыб, и ученые для оценки размеров таких стай используют сложные гидроакустические методы, а также способы фоторегистрации и даже визуального наблюдения из космоса.

Ихтиологи выяснили, что, например, стаи японской скумбрии бывают протяженностью до 150 м и имеют ширину до 15 м. Стаи сельди в период нагула имеют длину до 50 м и при средней высоте около 3 м их площадь превышает 3 км². А у европейского анчоуса площадь стаи достигает 400 км². Приблизительные данные о местонахождении крупных стай можно, правда с трудом, получить у различных береговых служб, местных служб рыбнадзора и от других организаций.

Структура стаи

В отличие от насекомых, млекопитающих и птиц, стаи рыб нередко имеют весьма необычные и даже фантастические формы, которые удается наблюдать дайверам и подводным охотникам, когда они оказываются уровнем ниже. При этом нельзя сказать, что стаи рыб одного вида имеют одну форму, а другого вида – другую. Рыбы одного и того же вида могут в течение часа сформировать стаи самой разной формы. Так что форма стай у всех рыб обладает значительной изменчивостью.

Например, стаи кефали принимают форму от круглой до подковообразной, или вытянутую в виде ленты, или «восьмерки». Когда стая идет активным ходом (она называется «ходовой»), то принимает максимально характерную для нее форму. Наблюдения за стаями рыб с воздуха или с кораблей – захватывающее зрелище, ради которого формируют специальные экскурсионные маршруты. Если с воздуха или с борта корабля присмотреться к стае рыб, можно увидеть вытянутую или заостренную форму.

Важной особенностью ходовых стай является высокая согласованность рыб при перемещениях и совершении сложных маневров. Когда скорость перемещения стаи падает и рыбы отдыхают или начинают питаться, то из вытянутой стая достаточно быстро становится округлой. Все происходит по строгому алгоритму: структура стаи быстро изменяется, единая ориентация особей нарушается, отдельные особи рассредоточиваются, а их расположение полностью определяется особенностями питания данного вида в конкретном водоеме. Такую стаю называют «питающейся». Это лучшее время для рыбной ловли или для подводной охоты. У рыбы в этот момент максимально развита пищевая и двигательная активность, и она может заинтересоваться любой насадкой.

Когда же стая переходит в форму «отдыхающей» и становится рыхлой, прореженной и «расформированной», то рыба в ней неактивна, кормиться не хочет и, скорее всего, не заинтересуется предлагаемыми рыболовами приманками. Кстати, если вы резким действием расшевелите отдыхающую или питающуюся стаю, то она резко примет округлую форму и быстро станет плотной и защищенной. Такое поведение рыб – важный момент борьбы за существование. Стаеобразование – это эволюционный способ защитить себя и своих сородичей от опасности.

Чем больше испугана рыба, тем быстрее она перемещается. Несмотря на внешнюю хаотичность перемещений напуганных рыб, они очень быстро выстраиваются в нужном направлении. Но при этом у испуганных рыб единая ориентация в стаях отсутствует, большая их часть в стае обычно ориентирована головой не внутрь, а в разные стороны, поэтому такие стаи получили название «стаи кругового обзора» или «оборонительной стаи». Оборонительная стая характеризуется максимальной маневренностью и может быстро и ловко передвигаться в водоеме. А ее форма и очертания, плотность и ориентация особей в пространстве быстро меняются; в некоторых случаях целостность стаи при уходе от опасности нарушается, и она распадается на две или несколько более мелких стай, которые затем вновь объединяются в одну.

Могут ли объединяться в стаи рыбы разных видов?

Могут, хотя и нечасто. В первую очередь это прибрежные стайные тропические рыбы, близкие по образу жизни и питанию, сходные по размерам, формам и окраске тела, населяющие одни и те же биотопы. Крупные разновидовые стаи, объединяющие преимущественно растительноядных представителей разных родов и семейств, часто встречаются среди коралловых рифов. Объединение в единую стаю представителей разных видов дает рыбам очевидные преимущества, прежде всего в питании, поскольку даже незначительное расхождение в предпочтении тех или иных кормовых объектов приводит к значительному снижению пищевой конкуренции и к более полному использованию пищи. К тому же разновидовые стаи легче преодолевают сопротивление территориальных рыб, охраняющих свои угодья, и прессинг хищников. Образование разновидовых стай чаще всего наблюдается у молоди, особенно в первый год жизни. Среди рыб отечественных водоемов смешанные стаи образуют мальки пескаря и амурского гольяна, чебачка, ельца и плотвы, сига и ряпушки.

Еще ученые выяснили, что рыбы любят объединяться в стаи с особями не только своего вида, но и схожего возраста и размера. Как всегда, ихтиологи подкрепили выводы наглядными цифрами. Преобладающее большинство рыб в стаях имеют схожие размеры, не различающиеся между собой более чем на 50% от средних размеров тела. То есть формирование рыб в стаи происходит не случайным, спонтанным образом, а подчинено строгому биологическому механизму. Он обеспечивается тем, что происходит пассивный выход из стаи более мелких особей, обладающих более низкой (или высокой) скоростью плавания. То есть все легко объяснимо и логично. Важно еще и то, что более мелкие и слабые экземпляры всегда обделены пищей. А когда хищная рыба нападает на стаю рыб, она обязательно выбирает жертвой особь, отличающуюся или даже выделяющуюся среди остальных размерами (не важно, будет ли это более крупная или мелкая особь) или внешним видом (то есть случайно прибившуюся к стае рыбу другого вида).

Влияние физических и биологических факторов на формирование стаи
Чаще всего стаи рыб сформированы так, что более мелкие особи плывут в конце стаи, где (в соответствии с законами гидродинамики) им приходится преодолевать меньшее сопротивление воды, поэтому они могут плыть со скоростью более крупных, впереди плывущих рыб. Пока ученые более подробно исследовали пространственное расположение рыб в стае и ее структуру только на примере ходовых стай, в которых рыбы ориентированы строго параллельно друг другу на равном расстоянии и поддерживают горизонтальное положение тела. Рыбы в ходовых стаях смещены относительно друг друга в горизонтальной плоскости и располагаются в так называемом шахматном порядке. Ихтиологи такие шахматные стаи называют изотропными. Расположение рыб в ходовой стае определяется физическими силами, возникающими в водной среде при плавании рыб.

Кроме биологических факторов огромное влияние на стаеобразование оказывают внешние абиотические факторы. В первую очередь освещенность. Ведь суточный ритм – один из самых важных параметров формирования стай. Ночью стаи почти не формируются из-за плохой видимости. В это же время явно не хватает возможностей обоняния, слуха, боковой линии и других сенсорных систем. Исследования подтвердили, что падение освещенности в вечерние часы ниже критического уровня приводит к распаду стай и рассредоточению рыб. А с увеличением освещенности утром и днем происходят процессы объединения рыб.

Рыболовы должны обязательно учитывать биологические часы стаеформирования. Так, в вечернее сумеречное время процесс распада стаи происходит из-за большой скорости плавания рыб, в несколько раз увеличивается расстояние между ближайшими партнерами по стае, утрачивается ориентация рыб относительно друг друга, а плавание рыб становится хаотичным. Например, у молоди густеры и некоторых других карповых стаи на закате начинают «пульсировать», то значительно увеличивая свои размеры, то уменьшая их до нормальных, а сами рыбы при этом то объединяются, то, наоборот, рассыпаются.

Важную роль в рассыпании стай рыб играет феромон тревоги. Напугав одну рыбу, вы рискуете получить пустой водоем через пять минут. Даже минимальные количества феромона тревоги вызывают реакцию избегания у рыб. Причем он может сработать даже для рыб других видов. Этот феромон есть не только у рыб, но и у людей, и у других групп животных.

Е. Николаева