El "efecto fuente" ayuda a las sardinas a escapar del marlín
En el vasto océano abierto, donde no hay dónde esconderse, las sardinas se agrupan para protegerse. Cuando no pueden depender de la velocidad para escapar, su mejor oportunidad es superar en maniobras al depredador. Sin embargo, los depredadores también buscan formas de encontrar puntos débiles en la defensa del grupo.
En un nuevo estudio investigadores del Cluster de Excelencia en Ciencias de la Inteligencia (SCIoI), la Humboldt-Universität zu Berlin, el Instituto Leibniz de Ecología de Agua Dulce y Pesca Continental (IGB) y la Universidad de Cambridge descubren la conexión entre cómo surgen los patrones de escape colectivo de las presas y por qué los depredadores adoptan estrategias específicas para atacarlas.
Utilizando una combinación de modelos computacionales y observaciones de imágenes de vídeo aéreo, un equipo de investigación interdisciplinario investigó en océano abierto el comportamiento depredador-presa de marlines rayados (Kajikia audax) y bancos de sardinas (Sardinops sagax caerulea).
Sus hallazgos revelan que las presas individuales en grupos siguen reglas simples de toma de decisiones, que conducen a maniobras colectivas autoorganizadas y complejas, y que esta respuesta es algo que los depredadores pueden aprovechar.
El "efecto fuente" ayuda a las sardinas a escapar del marlín...
En el sistema depredador-presa del marlín rayado, hay una determinada etapa de la caza en la que el banco de peces atacado se divide en dos subgrupos, creando una trayectoria arqueada que rodea al depredador atacante y se reincorpora al grupo por su cola. Este es el llamado "efecto fuente", una respuesta colectiva antidepredadores que surge cuando los depredadores intentan dividir los grupos de presas y aislar a los individuos.
Al aislarse del grupo, una sola sardina se convierte en un blanco fácil para un depredador. En pocas palabras: permanecer en el grupo le brinda más posibilidades de sobrevivir. El "efecto fuente" no sólo permite que las presas que se mueven más lentamente superen en maniobrabilidad a los depredadores rápidos pero menos maniobrables, sino que también permite que los subgrupos separados se vuelvan a unir después del ataque, conservando los beneficios de pertenecer a un grupo más grande y estando completamente preparados para el próximo ataque.
Vídeo: "Efecto fuente" producido por un cardumen de sardinas atacado por un marlín rayado desde atrás. Crédito: Felicie Dhellemmes/SCIoI
Sin embargo, los investigadores han descubierto que este fascinante fenómeno está sujeto a compensaciones. La regla de escape individual ofrece un equilibrio entre maximizar la distancia de la presa individual respecto del depredador y minimizar el tiempo que necesitan para regresar al grupo más grande después de un ataque.
"Mediante simulaciones por ordenador basadas en agentes, hemos descubierto que existe un 'ángulo de huida de la presa' óptimo de 30°, que no sólo produce un patrón similar a una fuente a nivel colectivo, sino que también maximiza las posibilidades de supervivencia individual independientemente de la dirección del ataque", explicó la investigadora Dra. Palina Bartashevich, autora principal del estudio.
"Pero también demostramos que esto tiene un coste: el grupo tarda más en recuperarse después de un ataque", lo que sugiere que los depredadores también pueden explotar potencialmente el "efecto fuente", a pesar de que se trata de un mecanismo de defensa contra ellos.
Los depredadores a menudo intentan fragmentar los bancos de presas, ya que esto reduce el tamaño del grupo, lo que puede aumentar el éxito de captura. Los datos empíricos recopilados en condiciones naturales mostraron que los marlines generalmente atacan los bancos de sardinas desde el costado y desde atrás, siendo los ataques laterales los que con mayor frecuencia producen el efecto fuente.
Las maniobras evasivas "sin fuente", en las que todo el cardumen evadía el ataque de forma cohesionada en una dirección en lugar de dividirse y volver a unirse, ocurrieron predominantemente cuando los grupos eran atacados por la espalda.
"Con nuestro modelo informático depredador-presa, pudimos predecir que si la presa del grupo utiliza el ángulo de huida óptimo mencionado de 30°, los depredadores son más efectivos al atacar desde el costado del cardumen", dijo Bartashevich.
"Esto se debe a que atacar desde los lados representa el mejor compromiso entre acercarse a la presa y aumentar su tiempo de separación, lo que lo convierte en una eficiente estrategia para un depredador que equilibra ambos objetivos al mismo tiempo".
Imagen derecha: Una instantánea de simulación que modela el "efecto fuente". El punto rojo es el depredador simulado, los puntos negros son las sardinas simuladas. La línea discontinua naranja que conecta el punto del depredador y el punto de la sardina individual muestra la dirección de la huida de 0°. El vector de velocidad azul muestra la dirección de la huida del agente presa que corresponde al ángulo de huida de 30°. Crédito: Palina Bartashevich/SCIoI
Es una batalla constante entre depredador y presa
Los investigadores también pudieron predecir que las presas son más eficaces a la hora de escapar cuando son atacadas por detrás, verificando las predicciones del modelo con observaciones empíricas a partir de imágenes aéreas.
"Nuestras simulaciones, como se explicó anteriormente, proporcionan una explicación plausible de por qué la prevalencia de direcciones de ataque tanto laterales como posteriores y la respuesta de presa observada pueden ser el caso, lo que sugiere que hay una lucha constante entre depredadores y presas en las estrategias que utilizan para mejorar su propio éxito a expensas del otro", explicó Bartashevich.
El estudio se ha publicado en Communications Biology: Collective anti-predator escape manoeuvres through optimal attack and avoidance strategies
