南極磷蝦形成了地球上最大的生物量蝦群。“你甚至可以從太空看到它們，”澳大利亞塔龍加保護協會的行為生物學家艾麗西亞·伯恩斯說。磷蝦群在食物鏈和將大氣碳迴圈到南大洋深處起著至關重要的作用。這些微小的、類似蝦的生物是如何形成和維持巨大的叢集的，人們對此知之甚少。但是伯恩斯和她的同事在《皇家學會學報B輯》中描述了獨特的、數學上可預測的社會規則支配著看似混亂的甲殼類動物群體。
為了觀察群集行為，研究人員與塔斯馬尼亞州澳大利亞南極部門的水族館合作——這是全球僅有的兩個能夠飼養磷蝦的設施之一。在那裡，研究人員從不同角度拍攝了磷蝦的影片，以 3-D 追蹤個體，然後統計地確定了每隻動物相對於其鄰居的運動模式。“將數學與生物學相匹配是新的部分，”伯恩斯說。
英國南極調查局的生物海洋學家傑蘭特·塔林也同意這一點，他沒有參與這項研究：“這是我們從理論預期——我們期望磷蝦做什麼——到絕對觀察到的行為規則的首次飛躍。”
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群集可以幫助動物躲避捕食者、尋找配偶和食物，並更有效地旅行。新的研究表明，在形成這些叢集時，磷蝦（像許多群集物種一樣）根據前方鄰居的速度調整自己的速度——類似於交通中的司機。但與其他物種不同，磷蝦最常根據垂直平面中的鄰居改變方向，朝向前方和下方的同類遊動，但遠離前方和上方的同類。聖弗朗西斯澤維爾大學研究群集的數學家瑞安·盧克曼說，這與在魚類和鳥類中看到的根本不同：對於它們來說，“垂直方向的資訊傳遞往往很少。”
研究人員仍在分析這可能是為什麼。塔林說，磷蝦的眼睛向上看，並且當受到驚嚇時，動物的下側會發出生物熒光；這些特徵可能有助於解釋它們在群集時的垂直焦點。它們的許多捕食者從垂直方向攻擊，磷蝦可能正在互相觀察是否有即將到來的危險跡象。它們也可能正在避開鄰居划水產生的渦流，這與魚的游泳方法不同，魚的游泳方法將水向下和向後推。
伯恩斯說，下一個目標是使用從浮標上懸掛下來的“磷蝦攝像頭”來確認新發現的群集規則是否適用於野外。盧克曼說，科學家們有一天可以使用這些規則來模擬不斷變化的海水溫度和洋流可能如何影響這些關鍵甲殼類動物聚集在一起的能力。