Скоординированное поведение распространено в различных биологических системах, таких как стаи насекомых, косяки рыб и колонии бактерий. Но то, как распространяется информация и принимаются решения в таких системах, понять сложно.
Группа исследователей из Юго-восточного университета и Китайского горно-технологического университета изучила синхронный полет стаи голубей. Они использовали это в качестве основы для объяснения механизмов скоординированного поведения в журнале Chaos из AIP Publishing.
«Понимание механизма координации, лежащего в основе этих привлекательных явлений, помогает нам глубже познать мир, в котором мы живем», - сказал писатель Дуксин Чен, доцент Юго-восточного университета в Китае.
Раньше считалось, что скоординированное поведение подчиняется трем основным правилам: избегать столкновений со сверстниками, соответствовать своей скорости и направлению движения остальной группе и стараться оставаться ближе к центру. Ученые изучили, как на каждого отдельного голубя в стае влияют другие члены, и обнаружили, что динамика не так проста.
Исследователи изучали полеты трех стай по 10 голубей в каждой. Положение, скорость и ускорение каждой птицы были замерены во времени, и исследователи использовали эти данные, чтобы определить, какие голуби оказывают непосредственное влияние на каждого человека в группе, создав причинно-следственную сеть, которую можно использовать для дальнейшего соблюдения правил глубокого взаимодействия.
Они определили ряд тенденций в движении стаи. В зависимости от факторов, таких как его расположение в стае, у каждого голубя есть соседи, на которых он влияет, а также соседи, на которых он влияет. Кроме того, влиятельные лица, вероятно, будут меняться на протяжении всего полета.
«Интересно, что люди, находящиеся ближе к центру масс и направлению средней скорости, оказывают большее влияние на других, а это означает, что местоположение и направление полета являются двумя факторами, которые имеют значение в их взаимодействии», - сказал Чен.
Хотя социальные модели голубей не учитывались, исследователи обнаружили интенсивную конкуренцию в полетах, а предыдущая работа показала, что иерархия полетов не зависит от факторов доминирования голубей.
Авторы предполагают, что их метод достаточно общий для изучения других форм скоординированного поведения. Затем они планируют сосредоточиться на коллективном поведении иммунных клеток.