Jak rychle plavou ryby?

Pohyb ryb v jejich přirozeném prostředí závisí především na dvou fyzikálních veličinách – hustotě prostředí a rychlosti vodního proudu. Nezanedbatelnou roli samozřejmě hrají morfologické a fyziologické adaptace ryb.

text: Jozef Májsky

Už podle tvaru těla většinou uhodneme v jakém typu vod ten který druh ryby žije. Proudomilné (reofilní) druhy mají téměř vždy tvar těla vřetenovitý, dokonale hydrodynamický, zatímco ryby stojatých vod bývají vyšší, robustnější, někdy jsou značně zploštělé ze stran. Bentické druhy pak mají často tělo zploštělé shora.

Na tvaru, ale i dalších morfologických charakteristikách rybího těla – třeba velikosti a umístění ploutví, závisí rychlost, kterou dokáží jednotlivé druhy ryb vyvinout. Důležité je také zmínit skutečnost, že při rychlosti pohybu hraje podstatnou roli časový interval.

Není rychlost jako rychlost

Skokovou rychlostí se ryba dokáže pohybovat jen po zlomky sekundy nebo několik málo sekund. Maximální rychlostí pak může plavat desítky sekund, až několik minut. Rychlost, kterou pak ryby plují desítky minut až několik hodin, označujeme jako rychlost cestovní.

Všechny tyto rychlosti jsou druhově specifické a je potřebné zdůraznit, že se mění v závislosti od velikosti ryby. Mladé ryby obyčejně nedosahují rychlosti dospělých soukmenovců a mají i podstatně menší vytrvalost. Pro existenci ryb na určitém stanovišti má důležitou roli kritická populační rychlost proudu.

Je to taková rychlost vody v toku, při níž se rybí obsádka už nedokáže udržet na místě, proud ji strhává, takže se začíná splavovat (driftuje) po proudu a mění se v ichtyodrift. U toků s hladkým štěrkovitým dnem nastává tato situace zhruba při rychlosti proudu 30 cm.s^-1.

Atomová ponorka a zámořské plavidlo

Nejsem zkušený mořský vlk, proto měření rychlosti lodí v námořních uzlech (kt) neovládám. Pro ty, kdo by chtěli zvládnout propočet rychlosti plavidel na standardní jednotky, ale uvedu, že 1 uzel = 1,852 km.h^-1, resp. 0,514 m.s^-1. Zámořská plavidla plují obyčejně rychlostí kolem 30 km.h^-1, nejrychlejší atomové ponorky pak dosahují rychlosti kolem 70 km.h^-1.

Těchto pár čísel jsem uvedl jen proto, abychom mohli porovnat rychlost paryb a ryb s lidskými plavidly. Je třeba ovšem říct, že i když v dnešní době dokážeme sledovat některé větší druhy vodních živočichů pomocí minivysílaček přes satelit, stále je dosti těžké stanovit průměrnou cestovní rychlost toho kterého druhu.

Přeborníci žraloci

Obecně jsou vývojově starobylejší paryby, konkrétně žraloci, rychlejší než většina vývojově modernějších kostnatých ryb, průměrně plavou rychlostí kolem 30 km.h^-1, při útoku na kořist samozřejmě ještě rychleji.

I tak vytrvalí plavci, jakými jsou tuňáci, kranasi, mečouni a plachetníci, plavou o poznání pomaleji (21 km.h^-1). Na krátkou vzdálenost vyvine prý čtyřmetrový tuňák rychlost až 108 km.h^-1 a rovněž mečounovi, který dokáže prorazit svým rypcem i ocelový trup lodi, vypočítali vědci při tomto střetu rychlost kolem 100 km.h^-1. Létající ryby těsně před opuštěním vodního prostředí dosáhnou pod hladinou rychlost kolem 65 km.h^-1.

Rychlost většiny sladkovodních ryb je o poznání menší. Mezi naše nejrychlejší plavce jsou řazeny lososovité ryby. Při tahu na trdliště plave pstruh obecný průměrnou rychlostí 10–15 km.h^-1, u většího lososa je cestovní rychlost o něco větší – kolem 18 km.h^-1.

Na velikosti záleží

 Jak už jsem ale zmínil, ve většině případů platí, že se u vodních obratlovců s růstem velikosti zvětšuje i rychlost jejich pohybu. Relativní rychlost je proto nutno posuzovat se zřetelem k tělesné velikosti. Relativní rychlost ryb můžeme vyjádřit vzorcem:

S = v/ √L, v = rychlost ryby v cm.s^-1, L = délka těla v cm. Podle uvedeného vzorce je možno roztřídit ryby a paryby do šesti skupin.

1. Velmi rychlé ryby (S = 60 až 70). Patří sem druhy s hydrodynamickým tvarem těla a většinou s velkou vykrojenou ocasní ploutví – mnozí žraloci, tuňáci, kranasi, makrely, mečouni apod.
2. Rychlé ryby (S = 30 až 60). Také ty mají torpédovitý tvar těla a patří sem hlavně lososovité a sleďovité druhy ryb.
3. Středně rychlé ryby (S = 20 až 30). I tyto ryby mají víceméně vřetenovitý tvar těla, patří sem sardinky, cípalové, tresky i další druhy.
4. Nepříliš rychlé ryby (S = 10 až 20). Patří mezi ně především mnohé sladkovodní druhy ryb, často bočně zploštělé, z našich druhů kupříkladu kapr, lín, plotice, perlín, cejni a další.
5. Pomalé ryby (S = 5 až 10). Jde hlavně o bentické druhy ze slaných i sladkých vod, z nichž mnohé jsou alespoň částečně shora zploštělé. Z mořských druhů sem řadíme platýse, ropušnice, z našich druhů například vranky.
6. Velmi pomalé ryby (S menší než 5). Můžeme sem zařadit ryby s neobvyklým tvarem těla (mořští koníci, čtverzubci, havýši apod.).

Vlastní experimenty

Sám jsem byl zvědav, jestli uvedený vzorec alespoň přibližně funguje. Při prvním pokusu se pstruhem (délka 30 cm, rychlost 200 cm.s^-1) vyšlo S = 36,5, v případě kapra (60 cm, rychlost 100 cm.s^-1) pak bylo S = 13, tedy výsledky odpovídají zařazení pstruha do 2. skupiny a kapra do 4. skupiny.

Matematika není mou silnou stránkou, proto budu rád, když vzorec prověří někdo s patřičným vzděláním a popřípadě nás poučí, kde jsou slabá místa takto prováděného výpočtu relativní rychlosti ryb.

Přestávky jsou nutné

Na závěr bych chtěl upozornit na skutečnost, že i ty rybí druhy, které řadíme mezi dobré plavce (pstruh), neplavou proti proudu přímočaře a nepřetržitě, ale s přestávkami. Ty mají téměř vždy v proudovém stínu u nějaké překážky (balvan, kmen stromu apod.).

Za překážkou v tzv. mrtvé vodě se pak ryba zotavuje a čeká, až v jejích svalech dojde k poklesu množství kyseliny mléčné. Tento metabolit vznikající při práci svalů se totiž vytváří u ryb 3–8násobně rychleji než ve svalstvu teplokrevních živočichů.

V tocích se silným proudem a hladkým dnem bez překážek pak ryby při pohybu proti proudu plují v těsné blízkosti břehu, přičemž jim nejednou z vody vyčuhuje část hřbetu.

V betonových žlebech jsem opakovaně registroval, že kaprovité ryby (kapr, tloušť) si dokonce lehly na bok v mělké vodě na okraji proudu, který pak takto zdolaly. Jako odpočinková místa mohou rybám v silném proudu posloužit i hluboké jámy a výmoly na dně.

Poznatky o rychlosti plavání jednotlivých druhů ryb nemají pouze teoretický význam, v praxi se uplatňují při projektování balvanitých skluzů, rybích přechodů a podobných vodních staveb.

Určitě nezaškodí, když si připomeneme, že maximální povrchová rychlost vody na těchto objektech ve vodách mimopstruhových by se měla pohybovat v rozmezí 0,5-1,0 m.s^-1, ve vodách pstruhových by neměla překročit 1,5 m.s^-1.