Видеоигра для хищных рыб раскрывает преимущества группового поведения

Исследователи из Принстонского университета представили в журнале Science прямые доказательства того, что коллективное движение в группах животных, таких как косяки рыб, могло эволюционировать как тонко настроенная защита от атак хищников.

Метод: гибридная виртуальная среда

Учёные разработали эволюционирующую симуляцию мелкой добычи — красноватых точек, проецируемых на стенку аквариума с голубыми солнечниками (bluegill sunfish). Каждая виртуальная особь-жертва была запрограммирована с различной силой трёх поведенческих черт:

• Притяжение к соседям
• Согласование направления движения с соседями
• Игнорирование соседей

Это позволило наблюдать, как формируются группы (одиночки, скопления, скоординированные стаи) и как на эти конфигурации реагирует реальный хищник.

Ключевые результаты

• Хищники (bluegills) чаще всего избегали атаковать симулированную добычу, сформировавшую скоординированные и подвижные группы.
• Само по себе образование группы отпугивало хищника, даже если жертвы (в симуляции) не осознавали опасности.
• Наиболее успешные конфигурации в симуляции зеркально отражают структуры, наблюдаемые в природных группах животных, где особи следуют сигналам ближайших соседей.
• Большие, но малоподвижные группы становились жертвами в "зонах высокого риска", где хищники предпочитали атаковать.
• Скоординированные и подвижные группы проходили через эти зоны слишком быстро для успешной атаки хищника.

Значение исследования

Эксперимент предоставил уникальный контроль над поведением жертвы, что позволило напрямую связать индивидуальные правила поведения с итоговой безопасностью группы. Это "значительный первый шаг" к созданию метрики, количественно оценивающей, как индивидуальное поведение влияет на защищённость группы от хищника.

Как отметил старший исследователь Иэн Кузин (Iain Couzin), этот гибридный виртуальный подход позволил подступиться к вопросам, десятилетиями ускользавшим от стандартного анализа.