El moviment col·lectiu coordinat dels bancs de peixos: anàlisi des d’una perspectiva empírica i computacional
- Autores: Elisabet Gimeno Rosell
- Directores de la Tesis: Vicenç Quera (dir. tes.), Francesc Salvador i Beltrán (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2018
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Francisco Pertusa Grau (presid.), Ruth Dolado Guivernau (secret.), Andreu Català Mallofre (voc.)
- Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Biodiversidad
- Materias:
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- Resumen
Durante las últimas décadas ha existido un creciente interés por descubrir las reglas conductuales subyacentes la conducta de schooling, que se define como un grupo de peces que nadan de forma cohesionada y orientados en paralelo. La mayoría de modelos que simulan este comportamiento son modelos basados en agentes (MBA) que implementan tres reglas conductuales: repulsión, alineación y atracción. En el primer estudio presentamos un MBA que simula MCC con un conjunto de reglas diferentes que no modelizan la alineación entre los agentes y pusimos a prueba su capacidad para hacer emerger un MCC en varias series de simulaciones. Los resultados mostraron que el modelo era capaz de alcanzar un MCC y que los grupos estaban más cohesionados y coordinados cuanto mayor era el área perceptiva de los agentes y la capacidad para recordar las identidades de aquellos con quienes interactuaban.
El segundo objetivo fue desarrollar un método para resolver las oclusiones, un problema técnico muy habitual cuando se rastrean a múltiples individuos en movimiento. Nuestro método consiste en pre-procesar automáticamente los fotogramas de los vídeos para separar los objetos involucrados en las oclusiones. Analizamos la efectividad del método para resolver oclusiones en vídeos de dos especies de peces, peces cebra (Danio rerio) y neones negros (Hyphessobrycon herbertaxelrodi), en grupos de 20 y 40 individuos. Los resultados mostraron que la cantidad de oclusiones dependía tanto de la especie como del tamaño del grupo, si bien el método resolvió las oclusiones de forma efectiva independientemente de la especie y el grupo.
A pesar de que los peces pueden mostrar una gran variedad de MCC, tradicionalmente se reconoce dos grandes patrones: shoals (grupos de peces cohesionados) y schools (grupos de peces cohesionados y alineados). Los estudios de bancos de peces en laboratorio han utilizado diferentes configuraciones experimentales y restricciones que pueden afectar al MCC de las especies. En el tercer estudio, comparamos el MCC de las dos especies utilizadas en el estudio anterior y examinamos el efecto del tamaño del grupo, la altura de la columna de agua y la geometría del tanque en su MCC. Los resultados mostraron que ambas especies exhibían patrones diferentes de MCC y que no hacían el mismo uso del espacio vertical. Además, la geometría del tanque no alteró la alineación entre los individuos, mientras que el tamaño del grupo y la columna de agua podían alterar su cohesión.
Por último, existen evidencias de que el MCC de los peces no está necesariamente guiado por un líder. Sin embargo, los rasgos individuales como el tamaño corporal, el nivel de hambre, la tendencia exploratoria y el conocimiento se asocian al liderazgo. En el cuarto y último estudio, entrenamos un grupo de neones negros para buscar comida en una ubicación del tanque experimental y comparamos su MCC y liderazgo con el de un segundo grupo que nadaba sin ningún objetivo concreto. Cada grupo estaba formado por individuos de tamaño, nivel de hambre y conocimiento de la tarea similares. Encontramos que no existía un liderazgo permanente en ninguno de los dos grupos, los individuos lideraban durante breves periodos de tiempo y el rol de líder se alternaba entre los miembros. Los líderes temporales tendían a estar situados al frente del grupo y la información direccional fluía desde los individuos delanteros hacia los de atrás.
