尽管墨西哥南部的丛林似乎是野外工作的理想场所，但该地区的硫磺泉远非热带度假胜地。除了该地区令人窒息的炎热外，水池还散发着腐烂鸡蛋的气味。它们乳白色的蓝绿色水更是不适宜居住：其中含有有毒浓度的硫化氢，并且含氧量极低。
然而，这些地狱般的死水成为了一个非凡场景的舞台——成千上万的鱼儿像体育迷在体育场上做波浪一样齐心协力地移动。“这太迷人了——你可以站在那里几个小时，让你的思绪在它们做波浪时自由流淌，”柏林莱布尼茨淡水生态与内陆渔业研究所 (IGB) 的研究员朱莉安·卢卡斯说。
但这些脉动的波浪不仅仅是引人入胜。在 12 月 22 日发表于《当代生物学》的一项研究中，卢卡斯和她的团队将脉动的波浪确定为第一个 旨在直接阻止捕食者的集体行为的例子之一。
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这些波浪背后的表演者是硫磺鳉鱼（Poecilia sulphuraria），一种体长不到五厘米的纤细的银色鱼类。这些鱼是这些恶劣的硫磺溪流特有的，它们大部分时间都在靠近水中相对富氧的表面。空间有限，因此硫磺鳉鱼必须挤在一起——在某些地方，每平方米可能有超过 2000 条鳉鱼。
硫磺鳉鱼的波浪行为似乎是对抗捕食性鸟类的防御。图片来源：朱莉安·卢卡斯
为了制造波浪，成群的硫磺鳉鱼同步移动。这些鱼似乎优雅地在池塘中呈之字形移动，但实际上它们仍然停留在原地。每条鱼都会潜入水中并在水面拍打尾巴。这导致它的邻居也这样做，直到波浪在水面上传播开来。IGB 的另一位研究员延斯·克劳斯将这种运动的幻觉比作倒下的多米诺骨牌。“多米诺骨牌不会消失，但你的眼睛会跟随多米诺骨牌的运动波浪。”
尽管人们早就知道鳉鱼喜欢制造波浪，但这种行为的目的却一直困扰着研究人员。为了更多地了解这种神秘的行为，卢卡斯、克劳斯和他们的同事不畏恶劣的条件，近距离观察硫磺鳉鱼的波浪。他们很快注意到，不仅他们在看着鳉鱼。大量的鱼群吸引了许多食鱼鸟类，包括苍鹭、翠鸟和被称为基斯凯迪的大型食蝇鸟。“这就像是鸟类的自助餐，”卢卡斯说。
鸟类似乎很乐意参与其中，它们俯冲的速度如此之快，以至于研究小组有时会观察到每分钟发生数次袭击。但是，尽管从水面捕捞游泳者应该像在桶里抓鱼一样容易，但研究人员假设，鳉鱼的同步行动可能是一种防御机制。
为了确定波浪是否会打扰鸟类，该团队在泉水周围设置了栖息地，以便让翠鸟和基斯凯迪拥有发动袭击的绝佳场所。然后，研究人员将摄像头对准俯冲的鸟类并记录随后的波浪运动。翠鸟会扎入水中追逐鳉鱼，而基斯凯迪只会用喙掠过水面，从而引发较少的波浪反应。为了衡量鱼浪对基斯凯迪的影响，研究人员用弹弓发射卵石来触发鳉鱼。
他们的研究结果表明，同步波浪对翠鸟和基斯凯迪都有深刻的影响。当波浪在泉水中脉动时，鸟类攻击的间隔时间延长了一倍，大大降低了攻击的频率。波浪似乎也使基斯凯迪更难成功捕获鳉鱼，而且这两种鸟类通常会因波浪而改变栖息地，可能是为了寻找不同的攻击角度。
尽管波浪的影响是显而易见的，但它们对鸟类的实际影响更难解析。该团队假设，通常 направленный 远离接近鸟类的波纹运动可能会使捕食者感到困惑。鱼类也可能向鸟类发出警告信号，提醒它们它们的接近已被发现。根据克劳斯的说法，奇怪的是，这可能对双方都有帮助。“对于鱼来说，它们不必游开就可以阻止鸟类的攻击，”他说。“而鸟类则受益，因为如果鱼让它知道它已经被发现了，它就知道要移动到其他地方。”
无论其机制如何，研究团队认为这是第一个直接与降低捕食者效率相关的集体行为的例子之一。据美国陆军工程师研究与发展中心（位于俄勒冈州纽波特）研究斑马鱼等动物的集体行为的生物学家贝特朗·勒马森说，在野外研究捕食者和猎物之间的这种互动具有挑战性，这使得墨西哥南部的硫磺泉成为探索这种关系的有趣场所。“鱼被迫停留在水面，这确实将它们置于与鸟类的交界面，”勒马森说，他没有参与这项研究。“这些边界在生态学中始终是有趣的地方，因为这通常是你看到最多互动的地方。”
卢卡斯、克劳斯和他们的同事认为，许多其他生物可能会在更复杂的系统中使用类似的同步运动，例如椋鸟躲避猎鹰或沙丁鱼躲避海豚。正如硫磺鳉鱼所表明的那样，合作是避免被端上餐桌的有效方法。“我们喜欢鸟群、鱼群、羚羊群的这些集体模式。但你经常会想，‘这些美丽的图案有什么意义？’”克劳斯说。“我认为这项研究非常有力地表明，它可以降低这些动物的死亡率。”