Новое исследование связывает поведение отдельных животных с социальным распределением пространства

Новое исследование показало, что некоторые виды животных способны координировать свое пространственное поведение, чтобы покрывать территорию, сохраняя зоны исключительного использования и одновременно деля с соседями другие области пространства.

Совместное исследование Луки Джуггиоли и Джонатана Поттса из Бристольского университета, а также Дэниела Рубенштейна и Саймона Левина из Принстонского университета, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), демонстрирует, что животные оставляют метки повсюду, чтобы обозначить свое присутствие, и быстрее отступают от меток, оставленных особью того же вида, если эта метка свежая.

Это открытие имеет важные последствия для понимания распространения эпидемических заболеваний и социальности животных.

Ведущий автор, доктор Лука Джуггиоли, отметил: «Это исследование показывает сходство между механизмами опосредованного средой взаимодействия, с помощью которых колония насекомых находит ресурсы, и теми, с помощью которых популяция животных разделяется в пространстве, образуя территории и домашние ареалы».

Подход исследовательской группы основывался на понимании того, что животные общаются, изменяя окружающую среду. Это позволило проанализировать социальную сплоченность как стигмергию — форму взаимодействия между животными, опосредованную изменениями, вносимыми в среду блуждающими особями. Впервые концепция стигмергии была применена за пределами области эусоциальных насекомых.

Рассматривая популяцию животных, которые метят территорию при движении, исследователи смогли предсказать, как возникающие пространственно-временные паттерны зависят от степени стигмергии процессов взаимодействия. Это позволило количественно оценить процессы принятия решений животными, связав поведение с действиями, зависящими от истории.

Учитывая движение и взаимодействие особей в разных социальных единицах и соседних помеченных областях, исследователи пришли к выводу, что можно показать, как пространственный масштаб вспышки эпидемии зависит от степени пространственного перекрытия особей в популяции.

Этот взгляд на использование животными пространства как на децентрализованную координацию задач открывает новые возможности для разработки более эффективных алгоритмов управления роботами в операциях по поиску и спасению, мониторингу окружающей среды и наблюдению.