Главный вопрос при изучении любой стаи: за счет чего в ней достигается взаимодействие отдельных особей? Для большинства рыб, и в частности для рыб рода данио, это зрение. Рыбы должны видеть друг друга, только тогда они могут вступить в стайные взаимоотношения. Других сигналов, скажем, химических, осязательных, электрических данио не требуется. Этот вывод доказывают простые опыты в аквариуме.
Еще в 1946 г. американские ученые К. Бредер и Ф. Халперн изучили реакцию данио рерио на визуальные картинки. В качестве таковых они использовали прямоугольники. Маленькие — соизмеримые с самими рыбками, средние — в 4-8 раз крупнее их и большие — в 16 раз превышающие размеры тела рыбы.
Рыбы активно реагировали на «представление»: к маленьким картинкам они приближались, от крупных старались держаться подальше, у средних вели себя неуверенно. Ученые расценили эти факты как явную попытку рыбок «вступить» в стайные отношения с маленькими прямоугольниками на основе только лишь их зрительного соответствия с размерами собственного тела.
А что, если подобные картинки будут полосатыми? В 1971 г. другие исследователи обнаружили, что данио рерио около них задерживается дольше всего.
Однако ученые, как правило, не довольствуются такими, во многом косвенными, доказательствами ведущей роли органов зрения в стайном поведении. Потому они порой идут на несколько жесткие, но очень показательные эксперименты. Уже упомянутые Бредер и Халперн ослепили однажды несколько рыбок и пустили их в аквариум к зрячим. Что же из этого получилось? Слепые рыбы держались рассеянно, зрячие — вместе.
Конечно, стаи бывают разные. По классификации советского исследователя Д. В. Радакова насчитывается несколько типов стай пелагических, т. е. обитающих в толще воды, рыб. Среди них ходовая, кругового обзора, оборонительная и образующаяся при питании. Названия эти говорят сами за себя. Неспециалистам наиболее известна среди всех видов стай ходовая. В ней рыбы как бы занимают строго определенные места, что плохо' объясняется наличием одного лишь зрительного контакта между особями. В чем же дело? Оказывается, при движении стаи в воде, а это особенно ярко проявляется в случае ходовой стаи, возникают разного рода гидродинамические эффекты. Их физическую причину вскрыл еще в 30-е годы известный гидрофизик академик В. В. Шулейкин. Во встречном потоке на рыб действуют взаимные силы притяжения и отталкивания, они-то и «загоняют» каждую особь в строго определенные места в структуре ходовой стаи. Правда, для мелких рыб величина этих сил сравнительно невелика, потому внутри стаи они могут и уклоняться от «предписанных» им гидродинамикой мест взаимного расположения. Тем не менее структура у стай мелких рыб в целом сохраняется, что видно и без специальных исследований.
Но если все же воспользоваться ими, то можно многое узнать о законах, по которым образуются стаи в наших домашних аквариумах. К. Бредер в 1965 г. изучил с этой целью стаи рыб жемчужного данио (данио альболинеатус). Он подкрасил воду в аквариуме бентонитом и благодаря этому визуализировал след от плывущей рыбы. Оказалось, что поперечные гребки хвоста образуют водовороты справа и слева от направления ее движения. Эти водовороты постепенно слабеют, а их накапливающаяся последовательность и представляет собой гидродинамический след плывущей рыбы. В стае образуются такие следы от каждой особи, поэтому рыбы стараются избегать плыть друг за другом, поскольку завихрения следа от впереди плывущей мешали бы двигаться следующей за нею особи. Неравномерность движения в стае, которую обычно можно заметить, объясняется, по Бредеру, встречами рыб с водоворотами от следа плывущей впереди особи. Такой план стаи, видимо, наиболее экономичен и выгоден при необходимости длительного «похода».
Но в других видах стай, например в оборонительной, составляющие ее особи могут двигаться и точно друг за другом. Это связано с другой задачей, стоящей перед всей стаей, а именно с необходимостью быть готовой в любой момент совершить короткий маневр и уйти от хищника.
Как считают многие исследователи, стаи у рыб рода данио имеют иерархический характер. Места в иерархии занимаются обычно надолго. Их распределение происходит согласно уровню агрессивности, что, в свою очередь, определенно связано с физиологическим и физическим состоянием особей. Иерархия сводится, как правило, к доминированию одних особей над другими.
В какой-то мере уровень агрессивности рыб определяется структурами переднего мозга — особого отдела головного мозга. Это доказали ленинградские ученые А. И. Карамян, И. В. Малюкова и Б. Ф. Сергеев. Им удалось, удаляя эти структуры, существенно поменять взаимоотношения в группе рыбок вида данио малабар-ский. Интересно, что рыбы высших ступеней иерархии стали после операции занимать более подчиненное положение в аквариуме, а прежде гонимые, также лишившись переднего мозга, смогли продвинуться на несколько ступеней вверх... Но новые «места» удерживались оперированными рыбами нестойко и многократно менялись.