南极磷虾形成了地球上最大的生物量虾群。“你甚至可以从太空看到它们，”澳大利亚塔龙加保护协会的行为生物学家艾丽西亚·伯恩斯说。磷虾群在食物链和将大气碳循环到南大洋深处起着至关重要的作用。这些微小的、类似虾的生物是如何形成和维持巨大的集群的，人们对此知之甚少。但是伯恩斯和她的同事在《皇家学会学报B辑》中描述了独特的、数学上可预测的社会规则支配着看似混乱的甲壳类动物群体。
为了观察群集行为，研究人员与塔斯马尼亚州澳大利亚南极部门的水族馆合作——这是全球仅有的两个能够饲养磷虾的设施之一。在那里，研究人员从不同角度拍摄了磷虾的视频，以 3-D 追踪个体，然后统计地确定了每只动物相对于其邻居的运动模式。“将数学与生物学相匹配是新的部分，”伯恩斯说。
英国南极调查局的生物海洋学家杰兰特·塔林也同意这一点，他没有参与这项研究：“这是我们从理论预期——我们期望磷虾做什么——到绝对观察到的行为规则的首次飞跃。”
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群集可以帮助动物躲避捕食者、寻找配偶和食物，并更有效地旅行。新的研究表明，在形成这些集群时，磷虾（像许多群集物种一样）根据前方邻居的速度调整自己的速度——类似于交通中的司机。但与其他物种不同，磷虾最常根据垂直平面中的邻居改变方向，朝向前方和下方的同类游动，但远离前方和上方的同类。圣弗朗西斯泽维尔大学研究群集的数学家瑞安·卢克曼说，这与在鱼类和鸟类中看到的根本不同：对于它们来说，“垂直方向的信息传递往往很少。”
研究人员仍在分析这可能是为什么。塔林说，磷虾的眼睛向上看，并且当受到惊吓时，动物的下侧会发出生物荧光；这些特征可能有助于解释它们在群集时的垂直焦点。它们的许多捕食者从垂直方向攻击，磷虾可能正在互相观察是否有即将到来的危险迹象。它们也可能正在避开邻居划水产生的涡流，这与鱼的游泳方法不同，鱼的游泳方法将水向下和向后推。
伯恩斯说，下一个目标是使用从浮标上悬挂下来的“磷虾摄像头”来确认新发现的群集规则是否适用于野外。卢克曼说，科学家们有一天可以使用这些规则来模拟不断变化的海水温度和洋流可能如何影响这些关键甲壳类动物聚集在一起的能力。