• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
2 февраля
Андрей Папиш
5 738

Исследователи объяснили массовый выход цикад математической моделью

4.4

Группа ученых из Кембриджа предложила математическую модель, описывающую намагничивание и сход лавины, для объяснения роящихся цикад. По предположению исследователей, когда личинки цикад, находясь под землей, чувствуют потепление, они передают сигнал «выйти» соседям. И так в течение нескольких недель весь выводок выбирается из-под земли.

Исследователи объяснили массовый выход цикад математической моделью
Исследователи объяснили массовый выход цикад математической моделью / © Raymond E. Goldstein et al. / Автор: Татьяна Соловьёва

Жизненный цикл периодических цикад (Magicicada) длится 13 или 17 лет, в зависимости от вида. Проживая подземный этап, насекомые проходят пять стадий развития. В это время они питаются из ксилем в корнях и за счет этого считают сезонные циклы деревьев, что позволяет оставаться под землей нужное число лет.

Весной, когда почва прогревается до 18 градусов Цельсия, весь выводок выходит из подземной стадии развития. И это происходит синхронно — не будет каких-то особей, которые откажутся покидать личиночную стадию. Такая слаженность, как предположили американские биологи, помогает насекомым избегать встреч с хищниками. Однако неясным оставалось то, как цикады, рассредоточенные на большой территории, несмотря на изменения микроклимата (температура почвы не везде одинакова), синхронно выходят на свет.

Исследователи из Кембриджского университета выяснили, что объяснить такое загадочное поведение можно при помощи математической модели коллективного принятия решений. Работа опубликована в журнале Physical Review E.

Ученые предположили, что одновременное появление цикад объясняется быстрыми коммуникациями личинок под землей — это позволяет коллективу принимать решение. Исследователи опирались на уже существующую модель Изинга, с помощью которой описывают намагничивания материала, а также поведение лавины или трейдеров на фондовом рынке. Авторы статьи подставили на место «спинов» не вершины кристаллической решетки, а членов группы цикад. Значения +1 и -1 поменяли на «выйти» и «остаться».

Колебания температуры. (А) Топография леса в штате Огайо с указанием плотности леса и дат появления цикад. (B) Область зарывающихся личинок, с типичным расстоянием между ними 5-10 сантиметров / © Raymond E. Goldstein et al.

Подобно магнитному полю, локальная температура вокруг зарытых цикад старается выровнять значения «спинов». Цикада переходит в значение «выйти», когда чувствует, что локальная температура достигла плюс 18 градусов. Соседствующие насекомые (среднее расстояние между ними 5-10 сантиметров) общаются и передают значение «спина» — так постепенно и лавинообразно весь подземный рой приходит к согласию в течение нескольких недель.

«Если наше предположение о том, что коммуникация между личинками цикад играет роль в появлении роя, подтвердится, это станет ярким примером того, как дарвиновская эволюция может действовать на благо группы, а не только отдельной особи», — подчеркнул автор исследования Раймонд Голдштейн.

Также ученые предположили, что для общения цикадам не нужны сложные способы коммуникации — для передачи значения «выйти» достаточно обычных акустических сигналов. Для проверки гипотезы коллективного принятия решений у цикад осталось провести полевые исследования.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 20:03
Андрей

Человек множеством способов загрязняет природу вокруг себя, преимущественно воду. В Мировой океан попадают как отходы с производств, так и тонны пластикового мусора. Все это способно отравлять жизнь морских животных, особенно редких вроде акул. Одним из малоизученных токсичных источников можно назвать наркотики, в частности кокаин. Случайное употребление этого вещества акулами раньше только предполагали, но теперь бразильские биологи нашли прямые доказательства.

Вчера, 17:59
Дарья Г.

На сегодня удалось подтвердить существование тысяч экзопланет, но лишь около 25 из них получилось запечатлеть напрямую. Причем из них лишь шесть объектов старше 100 миллионов лет. И вот, наконец, ученые смогли сделать снимок взрослой экзопланеты.

Позавчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Международная команда исследователей с участием ученых из НИУ ВШЭ изучила, как люди, владеющие двумя языками (билингвы), ассоциируют время с пространством. Оказалось, что и в первом, и во втором языке они связывают прошлое с левой частью пространства, а будущее — с правой. При этом чем выше уровень владения вторым языком, тем сильнее выражена эта связь.

22 июля
Татьяна

Исследуя глубоководные сообщества в районе Тихого океана, богатом железомарганцевыми конкрециями, ученые из Великобритании неожиданно обнаружили новый источник кислорода. Теперь они опасаются, что разработка этих месторождений может нарушить сложившиеся экосистемы.

Позавчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Международная команда исследователей с участием ученых из НИУ ВШЭ изучила, как люди, владеющие двумя языками (билингвы), ассоциируют время с пространством. Оказалось, что и в первом, и во втором языке они связывают прошлое с левой частью пространства, а будущее — с правой. При этом чем выше уровень владения вторым языком, тем сильнее выражена эта связь.

Позавчера, 20:03
Андрей

Человек множеством способов загрязняет природу вокруг себя, преимущественно воду. В Мировой океан попадают как отходы с производств, так и тонны пластикового мусора. Все это способно отравлять жизнь морских животных, особенно редких вроде акул. Одним из малоизученных токсичных источников можно назвать наркотики, в частности кокаин. Случайное употребление этого вещества акулами раньше только предполагали, но теперь бразильские биологи нашли прямые доказательства.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно