Kalojen parveilu ja kouluuntuminen – syyt, edut ja mekanismit

Jotkut kalat viettävät suurimman osan ajastaan kouluttautumalla. Tonnikala, silli ja sardelli viettävät kaiken aikansa parveillen tai parveillen, ja ne tulevat levottomiksi, jos ne erotetaan ryhmästä. Toiset kalat, kuten turska, kouluttautuvat vain osan ajasta.

Parvikalat voivat muuttua kurinalaiseksi ja koordinoiduksi parveksi ja sitten taas muuttua sekunneissa takaisin muodottomaksi parveksi. Tällaiset muutokset johtuvat toiminnan muutoksista, jotka liittyvät ruokailuun, lepäämiseen, matkustamiseen tai saalistajien välttelyyn.

Kun parvikalat pysähtyvät ruokailemaan, ne hajoavat riveistä ja muodostuvat parviksi. Parvet ovat alttiimpia petojen hyökkäyksille. Parven tai parven muoto riippuu kalalajista ja siitä, mitä kalat tekevät. Matkalla olevat parvet voivat muodostaa pitkiä ohuita viivoja, neliöitä, soikeita tai soikeita tai ameeboideja. Nopeasti liikkuvat parvet muodostavat yleensä kiilamaisen muodon, kun taas ruokailevat parvet ovat yleensä pyöreitä.

Syötäviksi tarkoitetut kalat ovat pieniä kaloja, joita suuremmat kalat, merilinnut ja merinisäkkäät (cetaceat) käyttävät saaliinaan. Pienet kalat muodostavat parvia, ja ne voivat uida suu auki suodattaakseen planktonia. Nämä parvet voivat kasvaa valtaviksi, liikkua rannikoita pitkin ja vaeltaa avomeren halki. Parvet ovat keskittyneitä polttoaineresursseja suurille merten petoeläimille.

Nämä valtavat kokoontumiset ruokkivat valtamerten ravintoverkkoa. Useimmat ravintokalat ovat pelagisia kaloja, mikä tarkoittaa, että ne muodostavat parvia avovedessä eivätkä pohjalla tai pohjan läheisyydessä (pohjakalat). Petokalojen saalistajat keskittyvät tarkoin parviin, ovat tarkoin tietoisia niiden määrästä ja sijainnista ja vaeltavat itse, usein omissa parvissaan, jotka voivat kulkea tuhansia kilometrejä pitkin saadakseen yhteyden parviin tai pysyäkseen yhteydessä niihin.

Silakka on yksi näyttävimmistä koulukaloista. Ne kerääntyvät valtaviin määriin. Suurimmat parvet muodostuvat usein vaellusten aikana yhdistymällä pienempiin parviin. Kaspianmerellä on nähty sadan kilometrin pituisia silakkaparvien "ketjuja". Radakov arvioi, että Pohjois-Atlantin silakkakannat voivat olla jopa 4,8 kuutiokilometrin kokoisia, ja kalatiheys on 0,5-1,0 kalaa kuutiometriä kohti. Se tarkoittaa noin kolmea miljardia kalaa yhdessä parvessa. Nämä parvet liikkuvat rannikoita pitkin ja ylittävät avomerta. Silakkakannoilla on hyvin tarkat järjestelyt, joiden ansiosta ne pystyvät pitämään suhteellisen tasaisen matkanopeuden. Silakoilla on erinomainen kuulo, ja niiden koulukunnat reagoivat hyvin nopeasti saalistajiin. Silakat pitävät tietyn etäisyyden liikkuvaan sukeltajaan tai risteilevään saalistajaan, kuten miekkavalasvalaaseen, muodostaen tilan, joka näyttää donitsilta tähystäjän lentokoneesta katsottuna.

Monet suuret petokalalajit, kuten monet laajasti vaeltavat kalat, kuten tonnikala ja eräät valtameren hait, ovat myös koulukuntia. Valaat, kuten delfiinit, pyöriäiset ja valaat, toimivat järjestäytyneissä sosiaalisissa ryhmissä, joita kutsutaan laumoiksi.

Kouluttautumiskäyttäytymistä kuvataan yleisesti kompromissina petoeläinten torjunnasta saatavien hyötyjen ja lisääntyneestä ravintokilpailusta aiheutuvien kustannusten välillä.

Kouluuntuminen on klassinen esimerkki "emergenssistä", jossa on ominaisuuksia, jotka kuuluvat kouluun mutta eivät yksittäisiin kaloihin. Kehittyvät ominaisuudet antavat koulukunnan jäsenille evolutiivisen edun, jota koulukuntaan kuulumattomat eivät saa.

Kalat ovat vaarassa syödä, jos ne erotetaan koulusta. On ehdotettu useita kalakantojen petojen vastaisia toimintoja.

• Hämmennysvaikutus - Yksi mahdollinen tapa, jolla kalakannat voivat estää saalistajia, on Milinskin ja Hellerin (1978) ehdottama ja osoittama "saalistajien hämmennysvaikutus". Saalistajien on vaikea erottaa yksittäisiä saaliseläimiä ryhmistä: liikkuvat kohteet kuormittavat saalistajan aivoja liikaa. "Parvikalat ovat samankokoisia ja hopeisia, joten visuaalisesti orientoituneen saalistajan on vaikea poimia yksilöä vääntyvien, vilkkuvien kalojen joukosta ja ehtiä sitten tarttua saaliiseensa ennen kuin se katoaa parveen".
• Monisilmäisyys - Toinen mahdollinen petoeläinryhmien vaikutus on monisilmäisyyshypoteesi. Tämän teorian mukaan ryhmän koon kasvaessa ympäristön tarkkailu saalistajien varalta voidaan jakaa monille yksilöille. Sen lisäksi, että tämä vaikutus antaa ryhmälle hyvän varoituksen, se voi antaa enemmän aikaa yksilölliselle ruokailulle.
• Laimennusvaikutus - Kolmas hypoteesi kalaparvien saalistusta ehkäisevästä vaikutuksesta on "kohtaamisen laimennusvaikutus". Laimennusvaikutus on lukumäärän tuomaa turvallisuutta, ja se on vuorovaikutuksessa sekaannusvaikutuksen kanssa. Tietyn petoeläimen hyökkäys syö pienemmän osan suuresta parvesta kuin pienestä parvesta. Hamilton ehdotti, että eläimet kerääntyvät yhteen, koska ne välttelevät "itsekkäästi" petoeläintä, ja että se on siten eräänlainen suojautumisen muoto. Toisen teorian muotoilun antoivat Turner ja Pitcher, ja sitä pidettiin havaitsemis- ja hyökkäystodennäköisyyksien yhdistelmänä.

Kouluttautuvat rehukalat joutuvat jatkuvasti saalistajien hyökkäysten kohteeksi. Esimerkkinä voidaan mainita hyökkäykset, joita tapahtuu afrikkalaisen sardiinipyynnin aikana. Afrikan sardiinijuoksu on miljoonien hopeasardiinien näyttävä vaellus Afrikan etelärannikkoa pitkin. Biomassaltaan sardiinijuoksu voi kilpailla Itä-Afrikan suuren gnuuvaelluksen kanssa.

Sardiinien elinkaari on lyhyt, sillä ne elävät vain kaksi tai kolme vuotta. Aikuiset, noin kaksivuotiaat sardiinit kerääntyvät Agulhas Bankiin, jossa ne kutevat keväällä ja kesällä ja päästävät veteen kymmeniä tuhansia munia. Aikuiset sardiinit suuntaavat sitten satoja parvia kohti Intian valtameren subtrooppisia vesiä. Suurempi parvi voi olla 7 kilometriä pitkä, 1,5 kilometriä leveä ja 30 metriä syvä. Valtavat määrät haita, delfiinejä, tonnikaloja, purjekaloja, kap-turkistarhylkeitä ja jopa tappajavalaita kerääntyy ja seuraa parvia, mikä aiheuttaa ruokailuhumalan rannikolla.

Uhattuna sardiinit ryhmittyvät vaistomaisesti yhteen ja muodostavat massiivisia syöttipalloja. Syöttöpallot voivat olla halkaisijaltaan jopa 20 metriä (70 jalkaa). Ne ovat lyhytaikaisia ja kestävät harvoin yli 20 minuuttia.

Agulhas Banksille jääneet kalanmunat ajautuvat virran mukana luoteeseen länsirannikon vesille, jossa toukat kehittyvät nuoriksi kaloiksi. Kun ne ovat tarpeeksi vanhoja, ne kerääntyvät tiheiksi parviksi ja vaeltavat etelään palatakseen Agulhasin rannoille aloittaakseen kierron uudelleen.