穏やかな水面に突然、巨大な波が立ち上がった。「水猿」がまた問題を起こしているのでしょうか？

静かな湖の上空を鳥が飛んでいます。ここでは、水中で昼食を楽しむ準備ができている完全なハンターです。

「どの魚を食べればいいですか？」突然水面まで駆け上がり、水中の獲物を狙ったが、水面に触れる前に、水中から何層にもわたる波が起こり、獲物を飲み込みそうになった。昼食を残して逃げるしか選択肢がなかった。

静かな水面の下に突然波が現れる理由はなぜでしょうか?伝説の「水猿」がまたトラブルを起こしているのだろうか？実はこの波は、弱い魚群と獲物の運命に対する反撃の傑作なのです。

魚の波が魚の波に続く

鳥の尖ったくちばしと力強い爪の下には、水面下の小魚の群れがオープンビュッフェのようです。この生存競争は最初から不公平なものだったが、小魚たちはただ座して死を待つしかないわけではない。貪欲な小魚が何万匹も団結すれば、目に見えない大きな手のように波をかき立て、形勢を逆転させることができるのだ。

この群れの仲間は、メキシコ南部の硫黄泉に生息し、現在IUCNによって絶滅危惧種に指定されている、体長5センチ未満の小型雑食性淡水魚、Poecilia sulphurariaである。

噛むのがよさそうな野花メダカ |アイナチュラリスト NZ

メダカは「チームビルディング」と波を起こすことを好むことでよく知られていますが、なぜ彼らがそうするのかはこれまでよくわかっていませんでした。研究者たちは川のそばで待機することで、ついに謎を解いた。野生の蛹を捕食する鳥が水面上に現れるたびに、何十万匹もの魚が協力して巨大な波をかき立てていることが判明した。現時点では、1立方メートルの水の中に最大4,000匹の魚が密集しています。魚が作り出す波はそれぞれ 3 ～ 4 秒間続き、波が次々と続き、魚の群れが作り出す波は最大 2 分間繰り返されます。

このような「魚の波」は捕食動物を追い払うことができるのでしょうか?

野花メダカにはカワセミとヒタキという2つの天敵がいます。 2つの捕食者は異なる特徴を持っています。カワセミは魚を捕まえるために水に飛び込み、大量の魚の群れを引き起こします。一方、ヒタキは嘴を使って水面をすくい、小魚を殺します。

野花メダカの生息環境。左側には、カワセミ（上）とヒタキ（下）という2種類の鳥類の捕食者がいます。右側には野生の花メダカの群れ（上）と波を作る活動（下）があります。 |参考文献[1]

研究者たちは、魚が波を作ると、カワセミとヒタキのどちらも狩りの頻度が減り、獲物を攻撃するまでの待ち時間が2倍になったことを発見した。魚が起こす波は明らかに彼らにとって問題でした。カワセミやヒタキは魚の波の方向に応じて攻撃の開始地点を変え、適切な急降下角度を見つける必要があり、成功率が大幅に低下しました。

野生の花メダカの群れが作り出す波は、天敵に食べられる可能性を減らすだけでなく、鳥にとっても有益です。波は鳥に「あなたたちを発見しました」と警告しているのです。鳥は決然と立ち止まり、静かに次の機会を待つことを学びます。これはエネルギーを節約するのにも良い方法です。

魚の生存のヒント

集団行動は野生の花メダカの生存の秘訣であるだけでなく、魚類にとって最も一般的な生存方法でもあります。

魚の50％以上は若いときに群れで生活し、25％以上の魚は成長すると大きな群れで生活することを選択します。回遊する成魚のイワシの群れは、長さ 7 キロメートル、幅 1.5 キロメートル、深さ 30 メートルに達することもあります。

イワシは捕食動物に遭遇すると、渦を巻く「餌のボール」を形成して捕食動物を追い払います。 |エド・ビアマン / Flickr

しかし、何千匹もの魚が集まると、捕食者に発見されやすくなるのではないでしょうか?実際にはそうではありません。海洋環境の光学特性は陸上のものとは非常に異なります。光は海水中の物質によって吸収・散乱されるため、海中では可視距離が極めて短くなります。そのため、魚が一匹であっても、大きな魚の群れであっても、捕食者に発見される最短距離は同じです。

大きな魚の群れが一緒に泳ぐと、個々の捕食者の可能性が減ります。多数の動く標的によって引き起こされる視覚刺激により、捕食者は単一の獲物に注意を向けることが困難になります。これは「混乱効果」と呼ばれ、簡単に言えば、捕食者の目の前に食べ物が多すぎるため、捕食者は「目がくらむ」のです。

研究により、オオクチバス（Micropterus salmoides）がミシシッピジョーフィッシュ（Hybognathus nuchalis）を狩る際、獲物が1匹だけであればオオクチバスはそれを素早く捕まえることが判明した。ジョーフィッシュの群れの規模が大きくなるにつれて、オオクチバス狩りの頻度と成功率は徐々に低下します。

捕食者のことは忘れてください、あなたもめまいがします |ブロッケン・イナグローリー/ウィキメディア・コモンズ

魚の群れの警告効果も、一匹の魚の警告効果よりもはるかに優れています。これは「多眼効果」と呼ばれます。数には力がある。より多くの魚が一緒に行動すると、より多くの目が周囲の環境に注意を払うようになり、捕食者がより早く発見されるようになります。それぞれの魚に警戒の任務を分散させると、個体が「警戒」に費やす時間が短縮され、餌を食べる時間が増える。

たくさんの目が注目しています！ |ジェームズ・ワット/ウィキメディア・コモンズ

集団生活は天敵と戦うだけでなく、魚が餌を見つけたり繁殖したりするのにも役立ちます。

金魚であれ小魚であれ、鯉に関する研究では、群れの魚の数が 2 匹から 20 匹に増えると、群れが餌を見つける速度が大幅に速まることがわかっています。魚の中には、交尾や産卵のために決まった場所まで移動するものもいますが、群れで移動することで、より早く正しいルートを見つけることができます。さらに、集団で交尾をするのは「大規模なお見合いイベント」であり、そうでなければ広大な海の中でふさわしい異性を見つけるのは困難です。

交尾が成功すると、メスは一緒に卵を産み、産んだ卵は一か所に集まります。孵化した子孫は再び群れを形成し、新たなライフサイクルを開始することができます。

グループ: 1+1>2

驚くべきことに、魚の群れは単なる魚の集まりではなく、個々の魚が細胞のような独立した有機体なのです。

捕食者が近づくと、何万匹もの野生のメダカが一斉に立ち上がり、池をかき乱します。何かの微かな合図に導かれたかのように、彼らは突然前進し、そして瞬く間に急に方向転換し、まるで彼ら自身が巨人の手のように上下に動いているかのようでした。

魚群は状態によって形態が異なります。(1) 移動しているもの、（２）休息すること（３）食べること（4、5）多くの捕食動物に囲まれている（６）周囲に警告を発すること。（7、8）単独の捕食者を避ける |参考文献 [3]

この大規模なアクションは非常に壮観で、どのようにしてこのような均一性を実現しているのか不思議に思わざるを得ません。ケビン・ケリーは『アウト・オブ・コントロール』の動物の大群のアクションシーンについて書いているときに、これを引用している。

たとえ一羽の鳥や魚の動きが、どれほど滑らかであったとしても、密集した群れをなして泳ぐ百万匹のボラ、波を突き破りながら巨大な獣のように泳ぐ何千、何万匹の魚の衝撃には及ばない。彼らは、抗うことのできない共通の運命によって結ばれた、ひとつの全体のような存在です。この一体感はどこから来るのでしょうか?

魚の群れの反応速度は一匹の魚よりもさらに速く、この高速反応は個々の判断の積み重ねです。群れの中の魚のうち、最初に鳥を見つけたり、鳥に襲われたりした魚が、最初に潜って逃げます。ほとんどの魚はマウスナー細胞と呼ばれる一対のニューロンを持っており、これにより、逃避反射（素早く向きを変え、尾を振って逃げる）を起こして数ミリ秒以内に外部刺激に反応することができます。

攻撃を受けると、メダカはほぼ瞬時に潜水し、水面に波を立てます。 |ジュリアーネ・ルーカス

潜水反応は捕食者が来ているという合図です。周りの魚は隣の魚が逃げるのを見ると、すぐに逃げる反射神経を発揮し、さらに遠くにいる魚もすぐ後を追います。ドミノ倒しのように、魚の垂直の急降下は自然に水面に波を作り出し、鳥を遠ざけるのは実は副次的な効果だった。

鳥の群れにも同様のメカニズムがあります。

ムクドリは常に群れで飛びます。捕食者に遭遇すると、彼らは方向を変えて一緒に飛び込みます。チームは捕食者の攻撃を避けるために波のように変化します。しかし、これは実際には組織化され、規律された集団活動ではありません。群れの中の各ムクドリは、周囲にいる 7 羽の鳥の行動にのみ注意を払っており、やっていることは単純です。つまり、隣の鳥を追いかけ、同じ速度を保つことです。それぞれの鳥はこの単純な原理に従い、信号はそれぞれの鳥の動きに合わせて変化し、群れ全体に急速に広がります。方向指示器の音が 400 羽のムクドリの群れに伝わるのにかかる時間は 0.5 秒未満です。

ムクドリの群れは波のように変化します |オディシー

地球上には、一般的な魚や鳥の群れに加えて、より「有機的な全体」に近い別の種類の群れ、チューブクラゲが存在します。

管状体（シフォノフォア）は壮観な巨大な鎖のように見えますが、よく見ると、レゴブロックのように無数の個体で構成されており、それぞれが「個体」と呼ばれていることがわかります。

各メンバーは独立した個人ですが、明確な機能を持っています。巨人の中の大きな細胞と小さな細胞のように、あるものは食べる役割を担い、あるものは狩りをし、あるものは泳ぐ役割を担っています。個体には興奮性上皮細胞もあり、電気信号を使って情報を素早く伝達し、作業を調整することができます。

オーストラリアでは、研究者らが、長さ100メートルを超え、数万匹の個体からなる巨大な存在である巨大チューブクラゲを発見した。

魚を食べるウミウシ。個体のように見えますが、実際には無数の個体のコロニーです。 | C. アネラチョイ、スティーブン HD ハドック、ブルース H. ロビソン

管状体 Marrus orthocanna の透明な部分は収縮することができ、管状体を動かすことができます。 |ケビン・ラスコフ

グループは単なる個人の集まりではありません。グループの各メンバーが最も単純な行動を取ったとしても、集団が最終的に達成できる複雑さと柔軟性は、個人の想像をはるかに超えるものです。

おそらく自然の魅力は、一見弱い種が集団で生き残る知恵を進化させ、環境の変化に全体として立ち向かい、それによって各個体に生存上の利点を与えることを可能にすることなのでしょう。

参考文献

[1]https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(21)01654-7

[2]https://www.scientificamerican.com/article/fish-do-the-wave-to-ward-off-predatory-birds/