Network structure of fish schools revealed by inter-individual interactions based on fine-scale positional information

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15579
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
• Research Institution: National Institute of Polar Research
• Principal Investigator: Takagi Junichi 国立極地研究所, 研究教育系, 日本学術振興会特別研究員(PD) (00838526)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 超音波バイオテレメトリー / 群れ行動 / 双曲線測位

Outline of Final Research Achievements

Animals live in groups at various spatial-temporal scales. Group behaviour is considered to be the result of information transfer on a very local scale between individuals that make a group. In this study, we attempted to quantitatively describe the interactions between individual fish in a natural environment using a hyperbolic positioning technique with high precision (<10 cm) and high frequency (<5 s) based on ultrasonic biotelemetry. The observed fish group repeatedly separated and assembled with forming a loose shoal, but occasionally swimming in a school. The method was sufficiently capable of quantitatively describing this situation.

Free Research Field

生物圏情報学・動物行動学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

昨今の技術革新によりGPSの小型化が図られ、鳥類など陸棲の動物を対象として、個体間の関係性を位置情報から明らかにする研究が盛んである。しかし水中においては、それを観察できるほどの詳細な位置情報を入手することは今尚困難である。本研究では超音波バイオテレメトリー手法を用いて、高頻度（測位間隔10秒以下）・高精度（測位精度10 cm以下）に複数個体同時に3次元位置情報を得ることに成功した。獲得した位置情報を元に、個体間の同調度などで群れ行動を定量的に評価することにも成功した。
本手法は今後の魚類の群れ行動の研究に大きく貢献できる手法であることが確かめられた。