Математики из Университета Лестера разработали теорию, которая объясняет, как мелкие животные, такие как летучие мыши, насекомые и птицы, регулируют свое двигательное поведение, основываясь на сигналах, поступающих из окружающей их среды.
В статье, опубликованной в Scientific Reports, исследователи предлагают единую теорию движения животных, которая связывает модель движения с биологическими характеристиками животного, такими как его масса и форма тела, а также со свойствами окружающей среды.
Теория показывает, как различные паттерны движения могут естественным образом возникать в результате взаимодействия между силой животного, сопротивлением окружающей среды и поведенческой реакцией животного на сигналы окружающей среды. Сигналы включают информацию о среде движения животного, в частности информацию о местонахождении источников пищи, хищников и партнеров для спаривания.
Теория основана на двух допущениях: во-первых, что в своем движении кормящееся животное должно постоянно прилагать усилия, чтобы преодолеть сопротивление или трение со стороны окружающей среды, и, во-вторых, что в ответ на подсказки или сигналы, полученные от окружающей среде - например, через шум или запах - животное должно соответствующим образом изменить свою скорость и, следовательно, приложить некоторую дополнительную силу, например, необходимую для того, чтобы избежать хищников.
Профессор Сергей Петровский с факультета математики Университета Лестера, руководивший исследованием, сказал: «В течение последних двух десятилетий закономерности движения животных были предметом серьезных споров, а иногда даже жарких споров.
"Традиционная точка зрения состоит в том, что кормящееся животное рассеивается в пространстве медленным, диффузным образом, подобно тому, как маленькие неодушевленные "броуновские" частицы перемещаются в физических системах. Это ставится под сомнение растущим количеством свидетельств того, что при некоторых условиях животные может выполнять более быструю «прогулку Леви», которая, как считается, обеспечивает более эффективную стратегию поиска.
"Однако то, как животные на самом деле выбирают между двумя паттернами, оставалось загадкой. Наше новое теоретическое исследование проливает новый свет на эту проблему."
Теория лучше всего работает для мелких животных, таких как насекомые, мелкие рыбы и мелкие птицы.
Исследование, финансируемое Королевским обществом, делает важный шаг к пониманию двигательного поведения животных и может помочь найти ответы на такие вопросы, как управление биологическим вторжением, контроль распространения эпидемий и защита исчезающих видов..
Профессор Петровский добавил: «Мы работаем над этой проблемой почти десять лет, и мы очень благодарны Королевскому обществу за их поддержку, которая позволила нам сделать этот важный шаг в нашем исследовании».