30.05.2017
Редакция Naked Science

Биофизики смоделировали тактики совместной охоты в любых средах

Венгерские ученые построили и испытали самую подробную модель совместной охоты сухопутных, летающих и водоплавающих хищников.

sc193735
©Wikipedia

Совместная охота широко распространена среди млекопитающих, птиц, рыб и насекомых. При этом ее результат слабо зависит от физической силы: как правило, хищники уступают добыче в скорости, однако даже гепард — самое быстрое животное на планете — охотится парами. Рост числа преследователей также не повышает вероятность успеха: снижать объем пропитания могут не только небольшие (менее трех особей), но и чрезмерно крупные (свыше десяти особей) группы. Поэтому более важными представляются тактики, которые используют стороны. Известно, что основной реакцией на нападение в дикой природе служит бегство, а многие хищники, например львы и афалины, стремятся окружить жертву. При наличии препятствий или иных сдерживающих факторов, последняя, в свою очередь, не может полагаться на скорость и вынуждена маневрировать.

 

Подобные маневры, в частности, характерны для оленей и зайцев: при сокращении дистанции хищником они совершают резкий поворот. В течение нескольких секунд после этого атакующий, из-за инерции, продолжает движение по прежней траектории, и для корректировки маршрута ему требуются дополнительные время и усилие. Схожим образом действуют внезапные зигзагообразные и петлеобразные перемещения. Изучение таких тактик ограничено большим числом переменных: существующие модели совместной охоты не позволяют оценить влияние многих факторов среды, например шума и инерции. Кроме того, они описывают поведение животных только в двухмерном пространстве, что затрудняет исследование охоты в воздухе и воде. Чтобы восполнить пробел, авторы новой работы создали симулятор для моделирования охоты в двух- и трехмерном пространстве.

 

Примеры траекторий побега добычи / ©Milán Janosov et al., The New Journal of Physics, 2017

 

Помимо инерции и шума алгоритм учитывал временную задержку в обработке информации мозгом животных. По условиям моделирования, на небольшой арене несколько «хищников» притягивались к одной «жертве» по мере сближения с ней, при этом сохраняя между собой дистанцию. Исходя из расстояния до нападающих «жертва» выбирала оптимальную траекторию побега, а в случае невозможности — останавливалась. В качестве переменной также выступал уровень субъективной безопасности добычи: так, на большем удалении от «хищников» она замедлялась, что соответствует поведению обычных животных. Продолжительность каждой сессии составила 600 секунд — это также согласуется со средним показателем реальной охоты. В рамках моделирования двухмерного пространства роль особей выполняли окружности, а трехмерного — сферы разного цвета.

 

Расчеты показали, что наиболее оптимальной на суше (в двухмерном пространстве) является группа из двух, а в воздухе или воде — из пяти преследователей. Любопытно, что лучшие результаты продемонстрировали группы с нечетным количеством хищников. По-видимому, это связано с геометрией: четное число нападающих повышает риск бреши при попытке окружить жертву, которой последняя может воспользоваться для побега. Как и в дикой природе, моделирование подтвердило преимущества зигзагообразных маневров, особенно в случае, когда хищнику требуется больше времени на обработку информации. В будущем ученые намерены уточнить полученные выводы, моделируя поведение животных с помощью алгоритмов машинного обучения. Данные могут лечь в основу тренировок беспилотных летательных аппаратов.

 

Статья опубликована в The New Journal of Physics.

 

Ранее зоолог российского происхождения впервые показал, что змеи способны на координированную охоту.

 

Видеозапись моделирования / ©Milán Janosov et al.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 12:32
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

Позавчера, 13:46
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

Позавчера, 13:37
Ольга Иванова

Американские исследователи пришли к выводу, что человеческий мозг уменьшился из-за процессов глобализации, кооперации и разделения труда.

19 октября
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

Позавчера, 12:32
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

Позавчера, 13:46
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: