儘管墨西哥南部的叢林似乎是野外工作的理想場所，但該地區的硫磺泉遠非熱帶度假勝地。除了該地區令人窒息的炎熱外，水池還散發著腐爛雞蛋的氣味。它們乳白色的藍綠色水更是不適宜居住：其中含有有毒濃度的硫化氫，並且含氧量極低。
然而，這些地獄般的死水成為了一個非凡場景的舞臺——成千上萬的魚兒像體育迷在體育場上做波浪一樣齊心協力地移動。“這太迷人了——你可以站在那裡幾個小時，讓你的思緒在它們做波浪時自由流淌，”柏林萊布尼茨淡水生態與內陸漁業研究所 (IGB) 的研究員朱莉安·盧卡斯說。
但這些脈動的波浪不僅僅是引人入勝。在 12 月 22 日發表於《當代生物學》的一項研究中，盧卡斯和她的團隊將脈動的波浪確定為第一個 旨在直接阻止捕食者的集體行為的例子之一。
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這些波浪背後的表演者是硫磺鱂魚（Poecilia sulphuraria），一種體長不到五釐米的纖細的銀色魚類。這些魚是這些惡劣的硫磺溪流特有的，它們大部分時間都在靠近水中相對富氧的表面。空間有限，因此硫磺鱂魚必須擠在一起——在某些地方，每平方米可能有超過 2000 條鱂魚。
硫磺鱂魚的波浪行為似乎是對抗捕食性鳥類的防禦。圖片來源：朱莉安·盧卡斯
為了製造波浪，成群的硫磺鱂魚同步移動。這些魚似乎優雅地在池塘中呈之字形移動，但實際上它們仍然停留在原地。每條魚都會潛入水中並在水面拍打尾巴。這導致它的鄰居也這樣做，直到波浪在水面上傳播開來。IGB 的另一位研究員延斯·克勞斯將這種運動的幻覺比作倒下的多米諾骨牌。“多米諾骨牌不會消失，但你的眼睛會跟隨多米諾骨牌的運動波浪。”
儘管人們早就知道鱂魚喜歡製造波浪，但這種行為的目的卻一直困擾著研究人員。為了更多地瞭解這種神秘的行為，盧卡斯、克勞斯和他們的同事不畏惡劣的條件，近距離觀察硫磺鱂魚的波浪。他們很快注意到，不僅他們在看著鱂魚。大量的魚群吸引了許多食魚鳥類，包括蒼鷺、翠鳥和被稱為基斯凱迪的大型食蠅鳥。“這就像是鳥類的自助餐，”盧卡斯說。
鳥類似乎很樂意參與其中，它們俯衝的速度如此之快，以至於研究小組有時會觀察到每分鐘發生數次襲擊。但是，儘管從水面捕撈游泳者應該像在桶裡抓魚一樣容易，但研究人員假設，鱂魚的同步行動可能是一種防禦機制。
為了確定波浪是否會打擾鳥類，該團隊在泉水周圍設定了棲息地，以便讓翠鳥和基斯凱迪擁有發動襲擊的絕佳場所。然後，研究人員將攝像頭對準俯衝的鳥類並記錄隨後的波浪運動。翠鳥會扎入水中追逐鱂魚，而基斯凱迪只會用喙掠過水麵，從而引發較少的波浪反應。為了衡量魚浪對基斯凱迪的影響，研究人員用彈弓發射卵石來觸發鱂魚。
他們的研究結果表明，同步波浪對翠鳥和基斯凱迪都有深刻的影響。當波浪在泉水中脈動時，鳥類攻擊的間隔時間延長了一倍，大大降低了攻擊的頻率。波浪似乎也使基斯凱迪更難成功捕獲鱂魚，而且這兩種鳥類通常會因波浪而改變棲息地，可能是為了尋找不同的攻擊角度。
儘管波浪的影響是顯而易見的，但它們對鳥類的實際影響更難解析。該團隊假設，通常 направленный 遠離接近鳥類的波紋運動可能會使捕食者感到困惑。魚類也可能向鳥類發出警告訊號，提醒它們它們的接近已被發現。根據克勞斯的說法，奇怪的是，這可能對雙方都有幫助。“對於魚來說，它們不必遊開就可以阻止鳥類的攻擊，”他說。“而鳥類則受益，因為如果魚讓它知道它已經被發現了，它就知道要移動到其他地方。”
無論其機制如何，研究團隊認為這是第一個直接與降低捕食者效率相關的集體行為的例子之一。據美國陸軍工程師研究與發展中心（位於俄勒岡州紐波特）研究斑馬魚等動物的集體行為的生物學家貝特朗·勒馬森說，在野外研究捕食者和獵物之間的這種互動具有挑戰性，這使得墨西哥南部的硫磺泉成為探索這種關係的有趣場所。“魚被迫停留在水面，這確實將它們置於與鳥類的交介面，”勒馬森說，他沒有參與這項研究。“這些邊界在生態學中始終是有趣的地方，因為這通常是你看到最多互動的地方。”
盧卡斯、克勞斯和他們的同事認為，許多其他生物可能會在更復雜的系統中使用類似的同步運動，例如椋鳥躲避獵鷹或沙丁魚躲避海豚。正如硫磺鱂魚所表明的那樣，合作是避免被端上餐桌的有效方法。“我們喜歡鳥群、魚群、羚羊群的這些集體模式。但你經常會想，‘這些美麗的圖案有什麼意義？’”克勞斯說。“我認為這項研究非常有力地表明，它可以降低這些動物的死亡率。”