出品：科普中國
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監製：中國科學院計算機網絡信息中心
前段時間，草魚竟然藉著高考的東風，因為“詭異的目光”火了一把。活在微博轉發裡的錦鯉，自然不肯罷休，憑藉一條新聞又搶回了熱度。
動圖 錦鯉排成長隊“遊行”（（圖片來自網絡））
6月20日，有網友拍攝到山西太原龍潭公園水池中的錦鯉突然開始列隊“遊行”的壯觀畫面。據視頻中網友爆料，從視頻上可以看到池中的錦鯉從幾個角落相繼匯合而來，以隊列或轉圈的形式遊動，彷彿經過指揮。
有網友腦洞大開，“這是龍王要結婚嗎？”
朋友，你忘了那些列隊的魚了嗎？
這樣的：
這樣的：
還有這樣的：
（圖片來自網絡）
如果列隊是因為龍王婚禮的話，那看這個列隊的頻率，龍王也未免太濫情。
從科學的角度來講，這種神奇的“錦鯉列隊”奇觀當屬魚類行為學的範疇，然而筆者經查閱資料後發現，國內尚缺乏從科學角度探討該現象的相關資料。因此，雖然群眾吃瓜情緒高漲，還有熱心網友從科學的角度提出了各種假設，卻缺乏相對更嚴謹的科研結果支持。
其實，在國外早就有一些非常正經的科學家對這種魚群的“列隊”行為進行了研究和探索。在他們看來，魚群“列隊”雖然看起來神奇，但也並不是什麼罕見的奇觀。
通過野外科考，以及利用水下攝像機進行資料採集可以發現，“列隊”是廣泛存在於整個魚類社會之間的一種普遍行為學現象，即社會行為（social behavior）。在學術領域，這類行為被稱為“fish schooling”（schooling意為學校教育、訓練），中文譯為魚類結隊。
北卡羅萊納水族館（North Carolina Aquariums）之前所做的一項研究結果顯示，至少有超過20,000種海魚或淡水魚類魚類都曾被觀察過這種結隊行為。其中有一部分魚常年結隊進行活動（圖A、B）、而更多的魚類則僅在特定的時期才發生結隊行為（圖 C）。
圖 結隊行為普遍存在於魚類中間。A-C，許多海水魚（A）以及小型淡水魚類（B）都以結隊形式長期生活，而另有一部分魚如大馬哈魚（C）則僅在特定時期才會產生結隊行為。
關於魚的智商，目前還有大規模爭議，但魚類的交流方式確實比較單一，遠不足以達到通過交流調整隊形的水平。因此，對於錦鯉大規模自發結隊的行為，不少人選擇相信“成精”假說。
殊不知，與螞蟻搬家、蜜蜂築巢、大雁南飛等社會行為一樣，這種魚類的結隊行為其實也是自然進化的產物。早在2013年，華盛頓大學Catherine L. Peichel教授領導的研究團隊就針對一種名為三刺魚（threespine stickleback）的結隊行為產生的分子機理做過詳細研究，相關成果發表在當年《當代生物學（Current Biology）》雜誌上。這種三刺魚在世界各地都有廣泛分佈，在之前的研究中，他們發現生活於太平洋地區的三刺魚（簡稱為海洋魚）長期伴隨著結隊行為，而生活於不列顛哥倫比亞湖泊的三刺魚（簡稱為底棲魚）平時喜歡獨自躲藏在各個角落。
圖 北半球各地不同形態、不同顏色、種類各異的三刺魚
他們分別比較了這兩種不同地區三刺魚的基因組，並發現一系列基因都可以影響結隊行為的生成。
這些基因主要可以歸為兩類：一類負責控制三刺魚產生結隊的意圖，由視覺及相關神經系統組成；而另一類負責控制三刺魚感知周圍魚類的產生的水體波動並調整結隊運動，由側線相關結構組成。
為了驗證以上不同結構對三刺魚結隊行為造成的影響，科學家們將兩類三刺魚帶回實驗室一同飼養，並觀察它們的行為。和預想的一樣，即使將單獨的底棲三刺魚混入海洋魚隊中，底棲魚產生結隊意圖的頻率和加入隊列後的運動方式都和海洋魚大有迥異（參考文獻1），可見這種結隊行為並不能通過當代的交流、學習相互感染，而是深深的烙印在遺傳物質中的先天運動模式。
圖 控制三刺魚結隊行為的主要基因功能（參考文獻1，有改動）。研究人員發現的與結隊行為相關的數個基因。它們主要控制魚類的視覺及相關神經系統，以及負責感知水體波動並調整魚類進行結隊運動。
值得注意的是，關於基因調控包括結隊在內的許多動物行為產生的工作尚處在初級階段，但其研究意義卻不容小覷。
Fred Hutch人類生物學研究所的負責人Greenwood對此評價說，此類社交的動機在魚類和人類中都普遍存在，從進化的角度推測，很可能控制人類與魚類的都通過同一部分腦區或神經化學物質控制社會行為。因此，對魚類結隊行為的研究，也可以為研究人類社會行為提供重要的研究基礎。
比如前一段時間吵得沸沸揚揚的某茶僱託排隊的新聞事件，正是商家通過策劃一些營銷方式，試圖觸發消費者結隊行為衝動產生的最真實縮影。
請吃貨們放心，這並不是交“智商稅”，而是基因本能的呼喚！
在視頻中，有群眾熱烈反應，公園錦鯉雖多，但十年來，從未曾見過它們進行列隊。由此可見，與長期以結隊行為進行生活的魚類相比，錦鯉很可能屬於在特定時期才產生結隊行為的魚類。
那麼問題來了，究竟是什麼觸發了錦鯉的結隊行為？一些已有的數據表明，魚類結隊行為與以下因子存在著密切關聯：
1、 個頭小的魚類（如飼料魚），及生命週期較短的魚類更傾向產生結隊行為，專家推測當所有魚群聚集在一起時可以增大體積，對天敵產生“恐嚇”（參考文獻2）；其次，即使捕食者吃掉一部分魚，由於個體魚被發現的概率減少了，也總能保證有一些處於中央的魚倖免於難，維持種群的繁衍。在這種條件下，捕食者的“恐嚇”越強（如捕食個體增多、捕食者發生快速衝刺等）都會導致結隊行為的加強，即形成的魚群密度更大，或傾向於球狀（參考文獻3、4）。
圖 海洋衝結隊生活的魚群。在日常狀態下（左），魚群的隊列較為疏鬆，而在遭遇捕食者時（右），魚群密度會加大，保護中間的個體存活。（圖片來自網絡）
2、 當食物短缺時，部分魚類傾向於以個體為單位單獨覓食；而反之，魚類則更傾向於產生結隊行為。不排除在食物充足的條件下，魚群試圖通過結隊行為保證存活率。
3、 一些魚類（如著名的大馬哈魚）在交配季節會由個體活動模式轉化為結隊行為模式，不但方便種群間進行交配，統一交配產卵也保證了一定數量的個體存活，原理同1（參考文獻4）。
4、 水體壓力也會對魚類結隊行為產生影響，但具體原因不明。不排除在一些環境中，外界水溫、水流或水壓所導致的水流波動可能恰到與魚結隊行為造成的水體變化相類似，觸發個別魚做出了結隊行為，進而帶動了整個魚群。
由此可見，結隊行為仍主要被認為是一種魚類的趨避本能，回想起前一段時間網絡上炒的發紫的“放生魚集體列隊表謝恩”視頻，岸上的人紛紛擾擾，河裡的魚倉倉皇皇，其更大的可能是因為魚類群體太大、又普遍受驚，刺激了整個魚群發生了結隊行為。公園內環境相對穩定，但不排除當時出現人類 “捕食者”撈魚、或者漁船劃過造成水體劇烈波動的可能。此外，由於缺乏事發之時當地的水體基本情況的基本數據，我們也無從對太原錦鯉結隊的根本原因做更具體的分析。但是不管怎樣，錦鯉列隊的形態還是賞心悅目的，轉發起來很可能依然會帶來好運喲！
參考文獻：
1 Greenwood A, Wark A, Yoshida K, Peichel C. Genetic and Neural Modularity Underlie the Evolution of Schooling Behavior in Threespine Sticklebacks. Current Biology Cb 2013; 23:1884.
2 BL. P. The structure and function of fish schools. Sci Am 1982; 246:114-123.
3 Baird TA, Ryer CH, Olla BL. Social enhancement of foraging on an ephemeral food source in juvenile walleye pollock, Theragra chalcogramma. Environmental Biology of Fishes 1991; 31:307-311.
4 Niwa HS. Analysis of Fish Movements Using a Newton Rules Model: Possible Advantages of Schooling to Migration and Foraging(Mathematical Topics in Biology). Rims Kokyuroku 1994; 870:184-195.
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