Les poissons en bancs ont changé le voisin en guidant leurs mouvements environ 2,8 fois par seconde dans une expérience de réalité virtuelle, offrant ainsi un nouvel aperçu de la façon dont ils restent synchronisés.
Pour étudier les mouvements coordonnés des poissons, les chercheurs ont choisi les tétras à nez de rami (Hemigrammus rhodostomus) pour l’étude, une espèce connue pour son comportement en bancs.
Grâce à un système de réalité virtuelle en boucle fermée, de vrais tétras ont interagi avec des poissons numériques que les chercheurs ont pu contrôler. Le projecteur projetait ces images de poissons virtuels sur les parois d’un bol de 52,2 centimètres contenant 15 litres d’eau. Une caméra de profondeur a suivi le mouvement du vrai poisson en trois dimensions.
« Le mouvement collectif au sein des groupes d’animaux émerge des interactions locales, mais la manière dont les individus sélectionnent et intègrent les informations sociales reste mal comprise », ont déclaré les chercheurs.
Enquêter sur le comportement scolaire
Les chercheurs ont programmé des poissons virtuels pour répondre à un, deux ou quatre voisins les plus influents. Ils ont mené huit expériences d’une heure pour chaque configuration.
L’équipe a comparé les vitesses de nage, les distances entre les individus, l’alignement, l’organisation spatiale et le comportement de virage.
Ils ont constaté que la coordination augmentait lorsque le poisson virtuel répondait à davantage de voisins, ont déclaré les chercheurs dans l’étude.
« Les groupes sont devenus plus cohérents, les trajectoires des poissons sont devenues plus fluides et les départs des vrais poissons du sous-groupe virtuel sont devenus moins fréquents. »
Bien que les bancs virtuels soient devenus plus cohérents lorsque les poissons programmés répondaient à davantage de voisins, les analyses ont montré que les poissons réels se comportaient comme s’ils suivaient principalement un seul voisin influent.
« Les statistiques de rotation fournissent un indicateur comportemental clair selon lequel la dynamique du vrai poisson s’explique mieux lorsqu’il répond à un voisin le plus influent. »
Et ce voisin n’était pas toujours le poisson le plus proche non plus.
Des voisins influents échangent pendant qu’ils nagent
Le voisin le plus influent a changé à mesure que le poisson se déplaçait de manière synchronisée. Les chercheurs ont enregistré une fréquence de commutation moyenne d’environ 2,8 fois par seconde.
Environ 40 changements se sont produits entre deux demi-tours spontanés consécutifs.
«… Le changement de voisin influent reflète la réorganisation spatiale continue du groupe plutôt que des périodes de leadership soutenu par des individus particuliers.»
Les poissons coordonnent leurs mouvements grâce à des interactions changeantes plutôt que de compter sur un seul leader.
« L’influence sociale est continuellement redistribuée à mesure que les individus se déplacent les uns par rapport aux autres, générant un réseau d’interaction en évolution rapide qui soutient néanmoins une coordination collective solide », ont déclaré les chercheurs..
Contrairement à la perspective précédente, la coordination ne nécessite pas nécessairement l’intégration simultanée d’informations provenant de nombreux voisins.
Limites de la réalité virtuelle
Les chercheurs ont reconnu les limites de leur approche expérimentale.
Bien que les poissons virtuels réagissent visuellement aux mouvements des poissons réels, ils ne génèrent pas de mouvements d’eau ni de perturbations de pression.
Les chercheurs ont expliqué que les poissons sont connus pour s’appuyer sur plusieurs voies sensorielles, telles que la vision, les signaux hydrodynamiques et la détection de la pression via le système de lignes latérales, pour coordonner leurs mouvements au sein des bancs.
Cependant, dans le cadre de la réalité virtuelle, les poissons numériques ne peuvent être perçus que visuellement, car ils ne génèrent pas de mouvements d’eau ni de perturbations de pression, ce qui devrait être abordé lors d’expériences ultérieures.
À l’avenir, l’équipe aimerait mener son expérience sur des groupes plus importants en intégrant les conditions manquantes au modèle. Les résultats suggèrent que les poissons se coordonnent grâce à des interactions en constante évolution plutôt que de suivre un leader fixe.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans Vie PRX.
