Damit die typische Bewegungskoordination eines Schwarms entstehen kann, müssen die Mitglieder feinste Bewegungen in der Umwelt wahrnehmen. Nur so können sie Abstand, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung der unmittelbaren Nachbartiere verfolgen. Vögel registrieren Luftbewegungen über Sensoren am Federansatz, bei Fluginsekten sind es Antennen und Borsten, Fische erfassen feinste Wasserstrudel über ihr Seitenlinienorgan, also Hautsinne entlang der linken und rechten Körperseite. Einzeltiere im Schwarm bemühen sich um Nähe zu den Nachbartieren, bleiben aber so weit entfernt, dass sie weder zusammenstoßen noch ihre Bewegungsfreiheit einschränken. Dazu müssen Einzeltiere nicht direkt miteinander kommunizieren, sondern lediglich auf die durch das jeweilige Nachbartier verursachten Umweltveränderungen reagieren. Jedes Tier weiß nur etwas von seiner unmittelbaren Umgebung, aber nichts vom ganzen Schwarm. Niemand gibt Befehle, jedes Individuum des Schwarms kann eine Richtungsänderung in der Nachbarschaft auslösen. Das kann ein erfahrenes Schwarmtier sein, das den Weg oder Nahrungsquellen bereits kennt; es kann ein besonders aufmerksames oder schreckhaftes Schwarmtier sein, das eine Gefahr bemerkt hat, ein besonders vitales, das etwas schneller unterwegs ist, oder ein erschöpftes, langsameres Einzeltier, das den Schwarm ausbremst. Experimente zeigen, dass schon eine Bewegungsänderung von etwa 5 Prozent der Schwarmmitglieder ausreicht, um den ganzen Schwarm umschwenken zu lassen. Dadurch kommen die spektakulären Bewegungswellen zustande. So komplex das auch aussieht, es lässt sich mathematisch einfach simulieren: Schwarm = Zusammenhalt + Absonderung + Ausrichtung.
