野生鱼群规模效应：更大群体如何实现更优更快的捕食风险决策

针对动物群体决策中准确性与速度的权衡问题，研究人员通过野外观察硫磺鳉（Poecilia sulphuraria）鱼群对鸟类攻击（true positives）与无害飞越（false alarms）的响应，发现大群体能同时提升真阳性率（+18.14%）并保持假阳性率恒定（P=0.86），且决策时间缩短9.77%（P=0.002），揭示了群体认知（collective cognition）突破个体决策限制的生态机制。

　　

在自然界中，动物群体如何平衡决策速度与准确性一直是行为生态学的核心问题。传统理论认为，个体面临"真阳性（true positives）与假阳性（false alarms）"和"速度-准确性"双重权衡，但群体能否突破这些限制尚缺乏野外实证。墨西哥硫磺泉特有的硫磺鳉（Poecilia sulphuraria）鱼群为破解这一难题提供了理想模型——它们因水体缺氧被迫形成单层超大群体（最大75 m²约37万尾），频繁遭受大食蝇霸鹟（Pitangus sulphuratus）的喙部突袭攻击（beak-only attacks），这类攻击与无害鸟类的飞越（flybys）在视觉线索上高度相似，为研究群体决策的判别能力创造了天然实验场景。

来自德国柏林洪堡大学（Humboldt University）的研究团队通过连续11天、70小时的野外视频记录，结合计算机视觉空间校正技术（OpenCV rectification），量化了258组鱼群（31.2-75.0 m²）对177次攻击和81次飞越的响应。研究发现：

关键技术方法
研究采用固定视角摄像机记录硫磺鳉与鸟类的自然交互，通过人工标记鱼群轮廓多边形和参考物实现视频透视校正（rectification），建立鱼群面积与个体密度（NND=16.29±3.76 mm）的换算模型；采用广义线性混合模型（GLMM）分析群体规模对真/假阳性率的影响，并通过自举法（bootstrapping）验证小样本假阳性结果的稳健性。

研究结果
群体规模与决策准确性
大群体真阳性率显著提升（χ²=18.14, P<0.001），而假阳性率保持稳定（P=0.86）。对比对照组，绿鱼狗（Chloroceryle americana）的全身体攻击（full-body plunge）被所有规模鱼群100%识别，证实大食蝇霸鹟攻击的判别难度具有特异性。

波浪次数与决策速度
真阳性响应的重复波浪次数（5.65±5.16次）显著高于假阳性（2.04±1.53次），且随群体面积增加（χ²=8.04, P=0.004）；决策时间（首次波浪延迟）随群体增大缩短9.77%（P=0.002），突破速度-准确性权衡。

生态意义与机制探讨
该研究首次在野外证实超大群体（>10⁵个体）能通过自组织实现决策优化，其机制可能涉及临界态（self-organized criticality）信息处理或动态警觉阈值调整——当攻击者飞越区域扩大时，更多个体短暂提高警觉性，但具体神经行为机制仍需验证。相比自由活动鸟群常报道的高假阳性率，硫磺鳉的稳定低误报（false alarms）可能源于缺氧环境中反复潜水的高能耗代价驱动选择压力。

论文发表于《SCIENCE ADVANCES》，为理解从昆虫到人类的集体智能（collective intelligence）提供了新的生态范式，并为无人机群决策算法开发带来启示。后续研究可结合高速摄像与个体标记，揭示超大群体中信息传递的拓扑结构规律。