Een nieuw wiskundig model ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, laat zien hoe vissen het slaan van hun staartvinnen synchroniseren om energie te besparen tijdens het zwemmen in groepen.

Het model, gepubliceerd in het tijdschrift 'Nature Physics', suggereert dat vissen een combinatie van visuele signalen en hydrodynamische interacties gebruiken om hun staartslagen te coördineren. Door deze coördinatie kunnen ze de hoeveelheid energie die ze verbruiken tijdens het zwemmen verminderen, wat vooral belangrijk kan zijn bij migraties over lange afstanden.

"We ontdekten dat vissen tot 25% van hun energie kunnen besparen door hun staartslagen te synchroniseren", zegt hoofdauteur van het onderzoek John Dabiri, hoogleraar werktuigbouwkunde aan UC Berkeley. "Dit is een aanzienlijke energiebesparing en het zou vissen kunnen helpen langere afstanden af ​​te leggen zonder te hoeven stoppen en te eten."

Het model is gebaseerd op observaties van vissen die in scholen zwemmen. De onderzoekers ontdekten dat vissen de neiging hebben hun staartslagen te synchroniseren met de vissen direct voor hen. Deze synchronisatie creëert een draaikolk achter elke vis die helpt de vis vooruit te stuwen.

"De draaikolk die ontstaat door de staartslag van elke vis helpt de vis ervoor naar voren te duwen," zei Dabiri. "Dit betekent dat elke vis niet zo hard hoeft te werken om te zwemmen, en dat ze energie kunnen besparen."

De onderzoekers ontdekten ook dat vissen hun staartslagen kunnen synchroniseren, zelfs als ze niet in een rechte lijn zwemmen. Dit suggereert dat vissen visuele signalen gebruiken om hun synchronisatie te behouden, zelfs als ze van richting veranderen.

"Ons model biedt een nieuw inzicht in hoe vissen hun staartslagen synchroniseren om energie te besparen," zei Dabiri. "Dit inzicht zou kunnen worden gebruikt om efficiëntere onderwatervoertuigen en robots te ontwerpen."

Naast het besparen van energie, kan het synchroniseren van hun staartslagen de vissen ook helpen met elkaar te communiceren. Door hun staarten tegelijk te laten knipperen, kunnen vissen elkaar signalen geven over hun bedoelingen, bijvoorbeeld of ze van richting veranderen of op zoek zijn naar voedsel.

De onderzoekers zijn van plan hun onderzoek naar vissen die in groepen zwemmen voort te zetten om meer te leren over hoe ze hun staartslagen synchroniseren en met elkaar communiceren. Ze hopen dat hun bevindingen zullen helpen het ontwerp van onderwatervoertuigen en robots te verbeteren en het gedrag van vissen in het wild beter te begrijpen.