群れ行動

アリコロニー最適化は、アリの行動にヒントを得た広く使われているアルゴリズムで、群集に関連する離散最適化問題の解決に効果的です。 ^{[ 34 ]}このアルゴリズムは、1992 年にMarco Dorigoによって最初に提案され、^{[ 35 ] [ 36 ]}その後、より幅広い数値問題を解決するために多様化されました。複数の女王を持つ種では、女王が数匹の働きアリとともに巣を離れ、新しい場所にコロニーを設立することがあり、これはミツバチの群集に似たプロセスです。^{[ 37 ] [ 38 ]}

• アリは行動的には単純だが、集団で複雑な作業を行う。アリは高度に発達した、記号を用いたコミュニケーション能力を持っている。
• アリはフェロモンを使ってコミュニケーションを取り、他のアリが辿れるように道標を作る。
• 経路探索問題において、アリは出発地から目的地までの「最短」経路を計算するために使用される様々なフェロモンを放出する。
• Rauch, EM; Millonas, MM; Chialvo, DR (1995). "群れモデルにおけるパターン形成と機能性". Physics Letters A. 207 ( 3–4 ) : 185. arXiv : adap-org/9507003 . Bibcode : 1995PhLA..207..185R . doi : 10.1016/0375-9601(95)00624-c . S2CID 120567147 . 

自己推進粒子（SPP）の概念は、1995年にタマシュ・ヴィセクらによって導入されました^{[ 40 ]} 。これは、1986年にレイノルズによって導入されたボイドモデルの特殊なケースです^{[ 6 ]}。SPP群は、一定の速度で移動し、ランダムな摂動に対して、各時間増分で周囲の他の粒子の平均運動方向を採用することによって応答する粒子の集合によってモデル化されます^{[ 41 ] 。}

シミュレーションでは、適切な「最近傍ルール」によって最終的にすべての粒子が一緒に群がったり、同じ方向に移動したりすることが示されています。これは、中央集権的な調整がない場合でも、また各粒子の近傍が時間とともに絶えず変化している場合でも発生します。^{[ 40 ]} SPP モデルは、群集動物が群集内の動物の種類に関係なく、グループレベルで特定の特性を共有すると予測しています。^{[ 42 ]}群集システムは、さまざまなスケールで発生する創発的行動を生み出し、その中には普遍的かつ頑健なものもあります。これらの行動を捉える最小限の統計モデルを見つけることは、理論物理学における課題となっています。^{[ 43 ] [ 44 ]}

粒子群最適化は、群れに関連する問題を解決するために広く使用されている別のアルゴリズムです。これは、1995 年にKennedyとEberhartによって開発され、当初は鳥の群れや魚の群れの社会的行動や振り付けをシミュレートすることを目的としていました。 ^{[ 45 ] [ 46 ]}アルゴリズムは簡略化され、最適化を実行していることが観察されました。システムは最初にランダムな解で集団をシードします。次に、確率的最適化を使用して連続世代を通じて問題空間を探索し、最良の解を見つけます。見つかった解は粒子と呼ばれます。各粒子は、その位置とこれまでに達成した最良の解を保存します。粒子群最適化器は、局所近傍の任意の粒子によってこれまでに得られた最良の局所値を追跡します。残りの粒子は、最適な粒子のリードに従って問題空間を移動します。各時間反復で、粒子群最適化器は、単純な数学的規則に従って、各粒子を最適な位置に向かって加速します。関連するアプローチとして、Shvalb らは、 (2024) は、大規模なマルチロボットシステムを制御するための統計物理学に基づくフレームワークを導入しました。この研究では、ロボットを統計的アンサンブル内の粒子としてモデル化することで、密度や流れ場などの巨視的パラメータを活用し、個々の識別やエージェント間の直接的な通信を必要とせずに集団行動を誘導します。この方法は、グローバル情報を使用してローカルエージェントのダイナミクスに影響を与えることで、粒子群最適化と概念的に類似した、スケーラブルで堅牢なロボット群の制御を可能にします。^{[ 47 ]} 粒子群最適化は多くの分野で応用されています。調整するパラメータが少なく、特定のアプリケーションでうまく機能するバージョンは、関連するさまざまなアプリケーションでわずかな変更を加えるだけでうまく機能することもあります。^{[ 48 ]} Kennedy と Eberhart の著書では、粒子群最適化アプリケーションと群知能の哲学的側面について説明しています。^{[ 49 ]}アプリケーションの広範な調査は Poli によって行われています。^{[ 50 ] [ 51 ]}

スイスの研究者たちは、ハミルトンの血縁選択の法則に基づいたアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムは、個体群における利他主義が時間とともにどのように進化し、より効果的な群れ行動につながるかを示している。^{[ 52 ] [ 53 ]}

アリは個体としては複雑な行動を示さないが、アリのコロニーは巣作り、幼虫の世話、橋の建設、食料の採集といった複雑な作業を共同で達成する。アリのコロニーは、近隣にある複数の食料源の中から、最も良い、あるいは最も近い食料源を共同で選択（つまり、ほとんどの働きアリをその方向へ向かわせる）することができる。^{[ 71 ]}このような集団的な決定は、正のフィードバック機構を用いて行われる。最良の食料源の選択は、アリが2つの単純なルールに従うことによって達成される。まず、食料を見つけたアリは巣に戻り、フェロモン化学物質を分泌する。より質の高い食料源には、より多くのフェロモンが分泌される。^{[ 72 ]}したがって、等距離にある2つの異なる質の食料源が同時に見つかった場合、より良い食料源へのフェロモンの痕跡は強くなる。巣の中のアリは、平均的に強い痕跡を優先するという別の単純なルールに従う。すると、より多くのアリがより強い痕跡をたどるため、より多くのアリが質の高い食料源にたどり着き、正のフィードバックサイクルが保証され、最良の食料源に対する集団的な決定が下される。アリの巣から食料源まで2つの経路がある場合、コロニーは通常、より短い経路を選択します。これは、食料源から最初に巣に戻ってくるアリは、より短い経路を通ったアリである可能性が高いからです。その後、より多くのアリがより短い経路をたどって戻り、フェロモンの痕跡を強化します。^{[ 73 ]}

グンタイアリは、ほとんどのアリの種とは異なり、恒久的な巣を作らない。グンタイアリのコロニーは、存在期間中ほぼ絶え間なく移動し、本質的に永続的な群集状態にある。いくつかの系統は、独立して同じ基本的な行動および生態学的症候群を進化させており、これはしばしば「レギオン行動」と呼ばれ、収斂進化の一例である可能性がある。^{[ 74 ]}

アリのコロニーが用いる成功技術は、コンピュータ科学やロボット工学において、問題解決のための分散型で耐障害性のあるシステムを開発するために研究されてきた。このバイオミメティクスの分野は、アリの移動、探索経路を利用する検索エンジン、耐障害性のあるストレージ、ネットワークアルゴリズムの研究につながっている。^{[ 75 ]}

温帯地域では、ミツバチは通常、晩春に分蜂します。分蜂群は通常、働きバチの約半数と古い女王バチで構成され、新しい女王バチは元の巣に残った働きバチと共に残ります。ミツバチが巣から出て分蜂する際、巣からわずか数メートル離れた木の枝や茂みに集まることがあります。ミツバチは女王バチの周りに集まり、20～50匹の偵察バチを送り出して、新しい巣に適した場所を探します。偵察バチは、群れの中で最も経験豊富な採餌バチです。偵察バチが適切な場所を見つけると、群れに戻り、尻振りダンスの一種を踊ってその場所を宣伝します。このダンスは、新しい場所の質、方向、距離に関する情報を伝えます。偵察バチは、発見した場所に興奮すればするほど、より激しく踊ります。偵察バチが他のバチを説得できれば、バチは飛び立ってその場所を確認するかもしれません。バチが良ければ、他のバチもその場所を宣伝するかもしれません。この意思決定プロセスでは、偵察蜂は複数の場所を調査し、多くの場合、自分の元の場所を放棄して、他の偵察蜂のより優れた場所を推奨します。最初は、複数の異なる偵察蜂によって複数の異なる場所が推奨されることがあります。数時間、場合によっては数日後、この意思決定プロセスから最終的に好ましい場所が浮かび上がります。すべての偵察蜂が最終的な場所に同意すると、群れ全体が飛び立ち、そこに分蜂します。決定に至らない場合、群れは分裂し、一部の蜂は一方の方向に、他の蜂は別の方向に向かいます。これは通常、失敗に終わり、両方のグループが死にます。新しい場所は通常、元の巣から1キロメートル以上離れていますが、Apis dorsata [ ^{76 ]などの一部の種は、生まれた巣からわずか500メートル以内に新しいコロニーを形成することがあります。この集団的意思決定プロセスは、}最も適切な新しい巣の場所を特定し、群れを無傷に保つ上で非常に成功しています。良い巣の場所は、群れを収容できる十分な大きさ（容積約15リットル）があり、風雨から十分に保護され、最適な量の日光を受け、地面からある程度の高さがあり、小さな入り口があり、アリの侵入に耐えられる必要があります。そのため、木の空洞がよく選ばれます。^{[ 77 ] [ 78 ] [ 79 ] [ 80 ] [ 81 ]}

Moths may exhibit synchronized mating, during which pheromones released by females initiate searching and swarming behavior in males.^[82] Males sense pheromones with sensitive antennae and may track females as far as several kilometers away.^[83] Swarm mating involves female choice and male competition. Only one male in the swarm—typically the first—will successfully copulate.^[84] Females maximize fitness benefits and minimize cost by governing the onset and magnitude of pheromone deployed. Too little pheromone will not attract a mate, too much allows less fit males to sense the signal.^[85] After copulation, females lay the eggs on a host plant. Quality of host plant may be a factor influencing the location of swarming and egg-laying. In one case, researchers observed pink-striped oakworm moths (Anisota virginiensis) swarming at a carrion site, where decomposition likely increased soil nutrient levels and host plant quality.^[86]

Midges, such as Tokunagayusurika akamusi, form swarms, dancing in the air. Swarming serves multiple purposes, including the facilitation of mating by attracting females to approach the swarm, a phenomenon known as lek mating. Such cloud-like swarms often form in early evening when the sun is getting low, at the tip of a bush, on a hilltop, over a pool of water, or even sometimes above a person. The forming of such swarms is not out of instinct, but an adaptive behavior – a "consensus" – between the individuals within the swarms. It is also suggested that swarming is a ritual, because there is rarely any male midge by itself and not in a swarm. This could have formed due to the benefit of lowering inbreeding by having males of various genes gathering in one spot.^[87] The genus Culicoides, also known as biting midges, have displayed swarming behavior which are believed to cause confusion in predators.^[88]

Cockroaches leave chemical trails in their feces as well as emitting airborne pheromones for mating. Other cockroaches will follow these trails to discover sources of food and water, and also discover where other cockroaches are hiding. Thus, groups of cockroaches can exhibit emergent behaviour,^[89] in which group or swarm behaviour emerges from a simple set of individual interactions.

ゴキブリは主に夜行性で、光にさらされると逃げます。ある研究では、ゴキブリがそのような状況下でどこへ行くかを決める際に、暗さと他のゴキブリの数という2つの情報だけを使用するという仮説を検証しました。ブリュッセル自由大学や他のヨーロッパの機関のホセ・ハロイとその同僚が行った研究では、ゴキブリには他のゴキブリのように見える一連の小さなロボットを作成し、それによってゴキブリの臨界質量の認識を変えることができます。ロボットはまた、本物のゴキブリに受け入れられるように特別な匂いが付けられていました。^{[ 90 ]}

バッタは、バッタ科の短角バッタの群れを成す段階です。一部の種は、適切な条件下で急速に繁殖し、その後、群生して移動するようになります。幼虫のときは群れを形成し、成虫になると群れを形成します。どちらも長距離を移動し、畑を急速に食い尽くし、作物に大きな被害を与えます。最大の群れは、数百平方マイルを覆い、数十億匹のバッタを含むことがあります。バッタは、1日に自分の体重（約2グラム）の植物を食べることができます。つまり、100万匹のバッタは、1日に1トン以上の食物を食べ、最大の群れは、1日に10万トン以上を消費することができます。^{[ 91 ]} 

バッタの群れ行動はセロトニンレベルの上昇と関連していることがわかっており、セロトニンレベルの上昇はバッタの色を変え、食べる量を増やし、互いに引き合い、繁殖しやすくなる原因となる。研究者らは、群れ行動は過密状態への反応であると提唱しており、後脚の触覚刺激の増加、あるいは一部の種では他の個体との遭遇だけでもセロトニンレベルの上昇を引き起こすことが研究で示されている。バッタが群れ行動に変化するには、4時間にわたって1分間に数回接触することが有効である。^{[ 92 ] [ 93 ] [ 94 ] [ 95 ]}特に注目すべきは、サバクトビバッタ（Schistocerca gregaria）の孵化幼虫には、親の段階とは無関係に、集合する生来の素質があることがわかっている。^{[ 96 ]}

個々のバッタは、集団内の整列が失われた際に、再び整列状態になるまで動きのランダム性を高める反応を示す。このノイズ誘発性の整列は、集団的な協調運動の本質的な特性であると考えられる。^{[ 97 ]}

昆虫の移動とは、昆虫、特にトンボ、甲虫、チョウ、ガなどの種が季節的に移動する現象のことです。移動距離は種によって異なりますが、ほとんどの場合、多数の個体が移動します。場合によっては、ある方向に移動した個体が戻ってこず、次の世代が反対方向に移動することもあります。これは鳥の渡りとは大きく異なる点です。

オオカバマダラは、毎年長距離を移動する蝶として特に知られています。北米では、8月から最初の霜が降りるまで大規模な南下移動を行います。春には北上移動が行われます。オオカバマダラは、鳥のように定期的に南北両方を移動する唯一の蝶です。しかし、1匹で往復する個体はいません。雌のオオカバマダラは、これらの移動中に次世代の卵を産みます。^{[ 98 ]}これらの旅の長さは、初夏に生まれた蝶の寿命が2か月未満であるほとんどのオオカバマダラの通常の寿命を超えています。夏の最後の世代は休眠と呼ばれる非繁殖期に入り、7か月以上生きることがあります。^{[ 99 ]}休眠中、蝶は多くの越冬地のいずれかに飛んでいきます。越冬する世代は、通常、2月か3月に越冬地を離れるまで繁殖しません。春に米国とカナダの北部の生息地に戻るのは、第2、第3、第4世代です。この種が数世代の間隔を置いて同じ越冬場所に戻ることができるのは、依然として研究の対象となっている。飛行パターンは、空における太陽の位置^{[ 100 ]}と、触角にある概日時計に依存する時間補正された太陽コンパス^{[ 101 ] [ 102 ]}の組み合わせに基づいて遺伝しているようだ。

世界の約1万種の鳥類のうち、約1800種が長距離渡り鳥である。^{[ 104 ]}渡りの主な動機は食料であると考えられている。例えば、ハチドリの中には、冬の間餌を与えられれば渡りをしないことを選択するものもいる。また、北半球の夏の長い日照時間は、繁殖期の鳥が雛に餌を与える時間を長くする。これにより、昼行性の鳥は、熱帯地方にとどまる近縁の非渡り鳥よりも多くの卵を産むことができる。秋に日照時間が短くなると、鳥は季節による食料供給量の変動が少ない温暖な地域に戻る。これらの利点は、渡りに伴う高いストレス、肉体的負担、捕食などのその他のリスクを相殺する。

多くの鳥は群れで渡りをする。大型の鳥の場合、群れで飛ぶことでエネルギーコストが削減されると考えられている。V字編隊は、特に長距離の渡りルートにおいて、鳥の飛行効率と飛行距離を向上させると考えられている。先頭の鳥を除くすべての鳥は、前方の鳥の翼端渦の1つから発生する上昇気流に乗って飛ぶ。上昇気流は、グライダーが上昇気流に乗って上昇したり、高度を無限に維持したりできるのと同様に、各鳥が飛行中に自分の体重を支えるのを助ける。V字編隊で飛ぶガチョウは、編隊の前の鳥が生成した翼端渦の上昇気流に乗って飛ぶことでエネルギーを節約する。そのため、後ろを飛ぶ鳥は揚力を得るためにそれほど努力する必要がない。研究によると、V字編隊の鳥は、単純な空気力学理論によって予測される最適な距離にほぼ位置している。^{[ 105 ]} V字編隊のガチョウは、単独で飛ぶのに必要なエネルギーの12～20%を節約できる可能性がある。^{[ 106 ] [ 107 ]}オオソリハシシギとハマシギは、レーダー調査で、単独で飛んでいるときよりも群れで飛んでいるときの方が時速5 km 速く飛ぶことがわかった。 ^{[ 108 ]}群れの先端と先頭を飛ぶ鳥は、飛行疲労を群れのメンバー間で均等に分散させるために、周期的に順番に交代する。この隊形は、コミュニケーションを容易にし、鳥同士が視覚的に接触を保つことを可能にする。 

他の動物も、移動の際に同様の牽引技術を用いることがある。例えば、ロブスターは「ロブスタートレイン」と呼ばれる密集した一列隊で移動し、時には数百マイルもの距離を移動する。

地中海やその他の海は、最も狭い地点を横断しなければならない滑空する鳥にとって大きな障害物です。渡りの時期には、ジブラルタル、ファルステルボ、ボスポラス海峡などの地域を、大型の猛禽類やコウノトリが大量に通過します。ヨーロッパハチクマなどのより一般的な種は、秋には数十万羽にもなります。山脈などの他の障壁も、特に大型の昼行性渡り鳥の集中を引き起こす可能性があります。これは、中央アメリカの渡りのボトルネックの顕著な要因です。渡りの時期に鳥が集中すると、種が危険にさらされる可能性があります。壮大な渡り鳥の中には、すでに絶滅したものもあり、最も有名なのはリョコウバトです。渡りの時期には、群れは幅1.6km 、長さ500kmにもなり、通過に数日かかり、最大10億羽の鳥が含まれていました。  

「群れ」という用語は、異種混合の群れを含むあらゆる魚の集団を表すのに使用できる一方、「学校」は、同じ種の魚がより緊密に集まり、高度に同期した、偏った泳ぎ方をする集団を指すのに用いられる。

魚は群れ行動から、捕食者に対する防御（捕食者の発見能力の向上と捕獲される可能性の低減による）、採餌の成功率の向上、配偶者を見つける成功率の向上など、多くの利点を得ている。^{[ 110 ]}また、魚は群れの一員となることで流体力学的効率が向上するという利点も得ていると考えられる。^{[ 111 ]}

魚は群れの仲間を選ぶ際に多くの特徴を利用します。一般的に、魚はより大きな群れ、同種の群れ、自分と大きさや外見が似ている群れ、健康な魚、そして（認識できる場合）血縁者を好みます。「異質性効果」は、外見が目立つ群れのメンバーは捕食者に優先的に狙われると提唱しています。これが、魚が自分に似た個体と群れることを好む理由を説明できるかもしれません。したがって、異質性効果は群れを均質化する傾向があります。^{[ 112 ]}

群れの選択における不可解な点の1つは、魚が自分の外見を認識できないにもかかわらず、どのようにして自分に似た動物の群れに加わることを選択できるのかという点である。ゼブラフィッシュを用いた実験では、群れへの選好は生得的な能力ではなく、学習された能力であることが示されている。ゼブラフィッシュは、自分が育った群れに似た群れと行動を共にする傾向があり、これは刷り込みの一種である。^{[ 113 ]}

群れ行動に関するその他の未解決の問題としては、群れの移動方向を決定する個体を特定することが挙げられる。回遊移動の場合、群れのほとんどの個体はどこへ向かっているのかを知っているようだ。採餌行動の場合、飼育下のゴールデンシャイナー（コイ科の魚）の群れは、いつどこで餌が手に入るかを知っている少数の経験豊富な個体によって率いられている。^{[ 114 ]}

ラダコフは、北大西洋のニシンの群れは最大で4.8立方キロメートル（1.2立方マイル）を占め、魚の密度は0.5～1.0匹/立方メートルで、1つの群れには数十億匹の魚がいると推定した。^{[ 115 ]}  

• Partridge BL (1982) 「魚群の構造と機能」サイエンティフィック・アメリカン、6月号:114–123。
• Parrish JK、Viscido SV 、 Grunbaum D (2002)。「自己組織化された魚群：創発特性の検討」（PDF）。Biol . Bull . 202 (3): 296–305。CiteSeerX 10.1.1.116.1548。doi : 10.2307 /1543482。JSTOR 1543482。PMID 12087003。S2CID 377484。2006年9月11日にオリジナル（PDF）からアーカイブ済み。    

5月から7月にかけて、アガラス堆の冷たい海域で大量のイワシが産卵し、その後、冷たい海流に乗って南アフリカ東海岸沿いを北上します。この大規模な回遊は「イワシの大群」と呼ばれ、イルカ、サメ、カツオドリなどの海洋捕食動物が群れを襲うため、海岸線沿いでは壮観な捕食合戦が繰り広げられます。

小型のエビのような甲殻類であるオキアミのほとんどは、大きな群れを形成し、時には1立方メートルあたり10,000～60,000匹の個体密度に達する。^{[ 117 ] [ 118 ] [ 119 ]}群れをなすことは防御機構であり、単独の個体を狙う小型の捕食者を混乱させる。最大の群れは宇宙から見ることができ、衛星で追跡できる。^{[ 120 ]}ある群れは、450平方キロメートル（175平方マイル）の海域を水深200メートル（650フィート）まで覆っているのが観察され、200万トン以上のオキアミが含まれていると推定された。^{[ 121 ]}最近の研究では、オキアミはこれらの海流にただ受動的に漂うのではなく、実際に海流を変化させていることが示唆されている。^{[ 121 ]}オキアミは通常、日周垂直移動を行う。 12時間周期で海中を垂直に移動することで、群れはより深い栄養豊富な水と表面の栄養の少ない水を混ぜ合わせる上で重要な役割を果たしている。^{[ 121 ]}最近まで、群れは日中はより深い場所にいて、夜間に表面に向かって上昇すると考えられていた。群れは深く潜るほど活動が低下することが分かっており、^{[ 122 ]}捕食者との遭遇を減らし、エネルギーを節約するためと思われる。

その後の研究では、オキアミの遊泳活動は胃の満腹度によって変化することが示唆された。満腹になったオキアミは表層で摂食していたため遊泳活動が鈍くなり、混合層の下に沈む。^{[ 123 ]}沈む際に糞を排出するため、南極の炭素循環において重要な役割を果たしている可能性がある。胃が空っぽのオキアミはより活発に遊泳し、表層に向かうことがわかった。これは、垂直移動が1日に2回または3回起こる可能性があることを示唆している。一部の種は、捕食者に対して極めて脆弱になるため危険であるにもかかわらず、摂食と繁殖のために日中に表層に群れを形成する。^{[ 124 ]}密集した群れは、特に表層付近で、魚類、鳥類、哺乳類の捕食者の間で摂食狂乱を引き起こす可能性がある。群れは撹乱されると散り散りになり、一部の個体は脱皮して脱皮殻を囮として残すことさえ観察されている。 ^{[ 125 ]} 2012年に、ガンドミとアラヴィは、オキアミの群れの行動をモデル化するための成功したと思われる確率的アルゴリズムを発表しました。このアルゴリズムは、次の3つの主要な要素に基づいています。「(i) 他の個体の存在によって誘発される動き、(ii) 採餌活動、(iii) ランダムな拡散」^{[ 126 ]}

カイアシ類は、海や湖に生息する小さな甲殻類のグループです。多くの種はプランクトン性（海水中を漂う）で、その他は底生（海底に生息）です。カイアシ類は通常、体長1～2ミリメートル（0.04～0.08インチ）で、涙滴型の体と大きな触角を持っています。他の甲殻類と同様に装甲外骨格を持っていますが、非常に小さいため、ほとんどの種ではこの薄い装甲と体全体がほぼ完全に透明です。カイアシ類は、透明な頭部の中央に、通常は鮮やかな赤色の複眼を持っています。 

カイアシ類も群れをなします。例えば、サンゴ礁や海草の周辺、湖などで、単一種の群れが定期的に観察されています。群れの密度は1立方メートルあたり約100万匹のカイアシ類でした。典型的な群れは直径1～2メートルでしたが、中には30立方メートルを超えるものもありました。カイアシ類は群れを維持するために視覚的な接触が必要で、夜間に分散します。^{[ 127 ]}

春になると、群生する植物プランクトンが大量発生し、カイアシ類の餌となります。プランクトン性のカイアシ類は通常、動物プランクトンの中で優占種であり、他の多くの海洋生物にとって主要な餌生物です。特に、カイアシ類は餌となる魚やクラゲの餌となりますが、これらの生物はどちらも数百万匹もの巨大な群れを形成することがあります。一部のカイアシ類は捕食者を感知すると非常に素早く逃避行動を取り、数ミリメートルを高速で跳躍することができます（下の動画を参照）。

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  写真：群れをなしたニシンがカイアシ類を捕食している様子。
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  ニシンが同期して狩りをすることで、非常に警戒心が強く逃げやすいカイアシ類を捕獲する様子を示すアニメーション（クリックしてご覧ください）。
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  クラゲの大群はカイアシ類も捕食する。

プランクトン性カイアシ類は炭素循環において重要である。一部の科学者は、カイアシ類が地球上で最大の動物バイオマスを形成していると述べている。 ^{[ 128 ]}カイアシ類はこの称号を南極オキアミと競っている。しかし、カイアシ類はサイズが小さく、成長速度が比較的速く、世界の海洋のより広い範囲に均等に分布しているため、世界の海洋の二次生産性と地球規模の海洋炭素吸収源に、オキアミよりもはるかに、おそらく他のすべての生物群を合わせたよりも大きく貢献していることはほぼ確実である。海洋の表層は現在、世界最大の炭素吸収源であると考えられており、年間約20億トンの炭素を吸収し、これは人間の炭素排出量の約3分の1に相当するため、その影響を軽減している。多くのプランクトン性カイアシ類は夜間に表層付近で餌を食べ、日中は視覚による捕食者を避けるために深海に沈む。脱皮した外骨格、糞粒、深海での呼吸はすべて炭素を深海に運ぶ。

海洋や湖には、植物プランクトンと呼ばれる多くの単細胞生物が生息しています。栄養分や光量が多いなどの特定の条件が揃うと、これらの生物は爆発的に増殖します。その結果生じる植物プランクトンの密集した群れは藻類ブルームと呼ばれます。ブルームは数百平方キロメートルに及ぶこともあり、衛星画像で容易に確認できます。個々の植物プランクトンは数日以上生きることはまれですが、ブルームは数週間続くことがあります。^{[ 129 ] [ 130 ]}