Рыбы выбрали подражание случайным собратьям вместо следования действиям группы — Naked Science
6 минут
София Жаботинская

Рыбы выбрали подражание случайным собратьям вместо следования действиям группы

4.4

Оказалось, случайные факторы, отбраковывающиеся при многих исследованиях, могут быть системообразующими — по крайней мере, в динамике движения животных.

Косяк рыб слаженно плывет благодаря случайным коммуникациям отдельных рыб /© MILOS PRELEVIC ON UNSPLASH
Косяк рыб слаженно плывет благодаря случайным коммуникациям отдельных рыб /© MILOS PRELEVIC ON UNSPLASH

Международная группа исследователей под руководством ученых из Университета Нового Южного Уэльса выяснила, что цихлиды не вычисляют направление всего косяка, а хаотично подражают действиям ближайших собратьев. Статья об этом опубликована в журнале Nature Physics.

Доктор Ричард Моррис, один из руководителей исследования, поясняет, что у цихлид — вразрез с традиционными представлениями, бытовавшими до сего дня — стайное поведение оказалось обусловленным факторами, возникающими в результате взаимодействия между отдельными рыбами в стае. Их ученые обозначили как «помехи».

Авторы впервые смогли доказать такое упорядочивание действий внутри косяка рыб, ранее существовавшее только в качестве теоретической возможности. Междисциплинарная команда экологов, физиков и математиков достигла этого, объединив «живые» эксперименты с компьютерным моделированием и анализом данных.

Предложенная модель противоречит стандартным теориям «скользящего среднего» для поведения в косяке, стае или стаде, которые предполагают, что животные способны оценить общее направление группы.

«Каждая рыба взаимодействует только с одной другой рыбой в любой момент времени. Они либо самопроизвольно меняют направление, либо копируют направление другой рыбы. Вычисление среднего направления группы, которое до сих пор было популярной теорией, вероятно, слишком сложно для рыбы», — объясняет доктор Моррис.

При изучении поведенческой динамики исследователи снимали косяки из 15, 30 и 60 рыб цихлид, отслеживая их траектории, чтобы проанализировать механизм взаимодействия. Оказалось, небольшие группы рыб «кучкуются» более последовательно, чем крупные. Это несколько контринтуитивно, поскольку случайность играет большую роль в маленьких группах.

Обычно, когда исследователи интерпретируют данные, помехи, случайные факторы, стараются отсечь, так как они искажают картину причинно-следственных связей — подобно тому, как при обработке фотографий нужно удалить блики от солнца, нарушающие четкость.

В случае рыбьего косяка все принципиально иначе: случайное копирование действий между парами приводит к тому, что новый вид «помех» начинает доминировать — и именно это определяет их высоко скоординированное поведение. Новое понимание подчеркивает важность случайных факторов, показывая, что «шум» может закодировать некоторую важную информацию о поведенческой динамике рыб и других животных. «Здесь сигнал — это «помехи». Если бы вы полностью проигнорировали эти флуктуации, вы вообще не могли бы объяснить то, как [рыбы] образуют косяк», — говорит доктор Моррис.

Ученые отмечают, что дальнейшие исследования помогут понять, следуют ли подобной модели поведения другие рыбы и совершенно иные виды животных. Данные, если их возможно экстраполировать за пределы моделирования только систем научения этого вида, могут серьезно помочь во многих областях, где нужно предугадать динамику поведения крупных популяций живых существ. Открытие способно изменить понимание коллективного движения у животных и требует пересмотра того, как «помехи» рассматриваются в самых различных исследованиях динамики поведения.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
11 часов назад
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

11 часов назад
4 минуты
Сергей Васильев

Анализ сотен записей зевков у разных видов млекопитающих и птиц показал, что оно длится тем дольше, чем крупнее мозг животного и чем больше в нем нейронов.

4 часа назад
29 минут
Илья Ведмеденко

Как это часто бывало в прошлые годы, то, что совсем недавно казалось фантастикой, стало частью обыденной жизни. Речь идет о многоразовых ракетах, которые успели громко заявить о себе в мире. Сможет ли Россия ответить компании SpaceX или Blue Origin?

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

11 часов назад
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: