Et internasjonalt forskerteam, der også norske forskere deltar, har for første gang fått detaljert innblikk i hva som skjer når sildestimer oppstår.

Det er gyteatferd hos atlantisk sild (Clupea harengus) i Gulf of Maine på USAs østkyst som er studert.

Ved hjelp av lavfrekvent sonar utviklet for militære behov har forskerne vært i stand til å ”se” den fascinerende dannelsen av enorme stimer fra minutt til minutt. Resultatet er beskrevet i siste utgave av tidsskriftet Science.

Flokker seg sammen

Forskerne mener at mekanismene kan være de samme som de som ligger til grunn også for annen flokkadferd i naturen – fra fugleflokker til gresshoppesvermer.

- Mekanismene er nok ganske like for all stimfisk. Vi tror også at dette er helt generelle mekanismer som gjelder for alle flokkdyr, sier Havforskningsinstituttets Olav Rune Godø.

Han er medforfatter på artikkelen og forskningsleder innen observasjonsmetodikk ved Havforskningsinstituttet.

Silda er et komplisert sosialt vesen som legger ut på komplekse og ofte uforutsigbare vandringer over store havområder - mellom gyteområder, oppvekstområder og overvintring. Ved å vandre i stim beskytter silda seg mot ytre farer og sikrer optimal gytesuksess.

Sildestimene er blant de største samlingene av biomasse som finnes i verdenshavene.

Kjedereaksjon ved solnedgang

I Gulf of Maine, der silda gyter i september-oktober, er utgangspunktet én og én usynkronisert sild spredd over et stort område. Så skjer mirakelet. Rett før solnedgang dannes først små klynger med større tetthet av fisk. Så starter en kjedereaksjon der flere og flere fisk slutter seg til.

Kjedereaksjonen beskrives av forskerne som bølger som raskt sprer seg ut fra de opprinnelige klyngene, og ender med en stim bestående av millioner av individer med synkronisert atferd. Bølgene kan bre seg over flere titalls kilometer og danne enorme stimformasjoner på inntil 40 km i utstrekning.

Slike bølgebevegelser er beskrevet på teoretisk grunnlag, men er ifølge forskerne ikke observert i naturen tidligere.

Stimen holder sammen gjennom natta. Deretter oppløser den seg ved soloppgang. Samme dynamikk ble observert daglig av forskerne i løpet av en uke.

På dypt vann

Forskerne beskriver flere forutsetninger for dannelse av en stim. En forutsetning er at det må være en viss konsentrasjon av fisk.

Den ”kritiske massen” er beregnet til 2 fisk per 10 kvadratmeter. En annen forutsetning er reduksjonen i dagslys som kommer før solnedgang, og en tredje er optimale dybdeforhold.

Stimene dannes på relativt dypt vann fordi silda da er mindre utsatt for angrep fra predatorer som i Gulf of Main kan være grindhval, nise og tunfisk. Natta gir dekke for vandringen.

Forskerne mener at de første klyngene som dannes fungerer som katalysatorer for prosessen. Disse klyngene oppstår rundt et lite antall lederfisk.

- Når det oppstår stimer på et gitt tidspunkt er det noen individer som har bestemt seg for at ”nå skal vi gå i stim”. Det foregår en usynlig kommunikasjon som får fisken til å begynne å samle seg, sier Godø ved Havforskningsinstituttet.

Det er ikke klart om lederfiskene som er sentrum for stimdannelsen også er ledende for frammarsjen mot gytefeltene.

Godø sier at stimdannelsen antas å ha en viktig funksjon som opptakt til synkronisert gyting. Individene i en bestand kan være gytemodne på ulike tidspunkt, og det er viktig at individene som er gyteklare på samme tidspunkt finner hverandre.

Atlantisk sild finnes i ulike bestander på begge sider av Atlanterhavet. Sildas vandringer og gytemønster er tilpasset de lokale forholdene.

Norsk vårgytende sild, som gyter langs norskekysten fra Møre og nordover, er den største bestanden i Atlanterhavet med en anslått gytebestand på 12 millioner tonn i 2008.

Ubåtkrigføring

Teknologien som er brukt i undersøkelsene er utviklet ut fra militære behov i forbindelse med ubåtjakt og krigføring under vann. Systemet gjør det mulig å observere silda på flere kilometers avstand.

Ocean Acoustic Waveguide Remote Sensing (OAWRS) krever et fartøy med en nedsenket lydkilde og et annet fartøy flere titalls kilometer unna som sleper hydrofoner (undervannsmikrofoner). Hydrofonene fanger opp lydsignalene som reflekteres tilbake etter møte med sildestimen.

Det spesielle med systemet som er brukt her er at det er brukt lavfrekvente lydbølger. Jo lavere frekvens, jo lenger når lydbølgene.

Lange bølger

Marinbiologenes vanlige hjelpemiddel er ekkolodd og sonarer i frekvensspekteret 20-400 kilohertz (kHz), mens det her er brukt sonar med frekvens 0,4-1,2 kHz. Ekkolodd sender lydbølgene rett ned mot bunnen mens en sonar sender dem horisontalt.

- Ved svært lave frekvenser kan man sende lydbølger fra California til Japan. Hval bruker også lavfrekvent lyd og kan på denne måten kommunisere over verdenshavene, sier Godø.

Systemet som er brukt til forsøkene i Gulf of Maine når ikke så langt, men rekker hele 40 km. Dette er betydelig større distanse enn en ordinær sonar som for eksempel brukes på kommersielle fiskefartøy, forklarer Godø.

Metoden er under utvikling for mer rutinemessig bruk og kan bli et viktig verktøy for å studere mengde og atferd hos fisk samt samhandling mellom ulike arter i økosystemene i havet.