Fisici het 'n vyftig jaar oue hipotese geverifieer wat die vorming van troppe as gevolg van selfsugtige gedrag verduidelik.
"Verbasend genoeg, wanneer individue uit suiwer selfsugtige redes optree, kan dit lei tot 'n regverdige situasie binne die groep," sê fisika professor Clemens Bechinger. Dit is gedemonstreer in 'n onlangse studie deur sy span by die Sentrum vir die Gevorderde Studie van Kollektiewe Gedrag (CASCB) by die Universiteit van Konstanz, wat deel is van die Cluster of Excellence.
Die navorsers het rekenaarsimulasies gebruik om te ondersoek hoe kuddediere hul predasierisiko kan verminder. Die studie is gebaseer op die idee wat WD Hamilton in 1971 voorgestel het, dat individue in 'n trop hulself so posisioneer dat hul eie predasierisiko verminder word ten koste van hul bure. Die resultate is gepubliseer in die Tydskrif van Teoretiese Biologie.
Die rede waarom baie diere hulself in troppe organiseer, is nie noodwendig die gevolg van gesellighede of sosiale gedrag nie. Een voorbeeld is robbe: Op hul eie is hulle maklike prooi vir orka's of haaie. Dit is eerder baie veiliger binne 'n groep, want dan is die gevaar van 'n aanval onder baie individue versprei. Dit is die veiligste in die middel van die groep waar diere in 'n baie klein spasie saamdrom en 'n aanval daar meer geneig is om 'n nabye buurman te teiken as jouself. Aan die rand van die groep met slegs 'n paar bure, aan die ander kant, is die predasierisiko aansienlik groter. Elke dier probeer dus om by een van die gesogte plekke in die middel uit te kom.
Selfsug lei tot 'n regverdige verdeling van risiko
Met behulp van kunsmatige intelligensie (versterkingsleer) het Clemens Bechinger en sy kollegas bestudeer hoe individue hul posisies optimaal moet verander om die afstand tussen hulself en ander so klein as moontlik te hou, wat op sy beurt hul eie risiko om aangeval te word verminder.
"Omdat hierdie strategie die risiko vir bure verhoog, word dit duidelik as 'n selfsugtige motivering beskou," sê Veit-Lorenz Heute, wat as 'n doktorale student aan die projek werk. Net soos Hamilton voorspel het, het die fisici waargeneem dat individue wat eers uitgesprei was, toe 'n digte trop gevorm het, want dit verminder hul afstand na bure en dus verminder die individuele risiko om aangeval te word.
"Om versterkingsleer vir kollektiewe te oorweeg, maak 'n reeks nuwe moontlikhede oop om dieregedrag te verstaan," voeg Iain Couzin, spreker van die CASCB en Professor vir Biodiversiteit en Kollektiewe Gedrag by die Universiteit van Konstanz by. "Dit bied 'n elegante manier om te vra hoe aanpasbare gedrag kan na vore kom in die komplekse sosiale konteks wat kenmerkend is van troppe en swerms."
Die navorsers was egter verbaas om te sien wat gebeur het nadat die trop gevorm het.
Hul simulasies toon dat die tydgemiddelde predasierisiko presies gelyk is vir alle individue. Uiteraard is lede in die middel van die trop nie in staat om sulke voordelige posisies te verdedig aangesien ander diere na hierdie gesogte plek stoot nie.
“Dit is die gevolg van die hoë dinamika binne die groep wat dit vir individue onmoontlik maak om spesifieke optimale posisies te handhaaf,” sê Samuel Monter, wat ook by die studie betrokke is. Nog 'n interessante waarneming is dat die groep, as gevolg van hierdie permanente mededinging om die beste posisies, om sy gravitasiesentrum begin draai, soortgelyk aan wat in baie troppe diere waargeneem word.
"Ons studie toon dat die vorming van groepe nie noodwendig voortspruit uit hul gesellige gedrag nie, maar kan ook verklaar word deur die heeltemal selfsugtige motiverings van individue om 'n voordeel te verkry ten koste van ander," sluit Bechinger af. "Ons studie help nie net om kollektiewe gedrag in lewende stelsels te verstaan nie, maar die resultate kan ook nuttig wees in die konteks van die vind van optimale strategieë van hoe outonome robottoestelle geprogrammeer moet word om kollektiewe take te bemeester."
"Ons het lankal vorteks in dieregroepe waargeneem en hierdie werk bied 'n insig in hoekom dit die geval kan wees," voeg Iain Couzin by. "As elke individu optree om risiko te verminder, deur ander te nader, maar ook vir botsings gepenaliseer word, ontstaan roterende wervelings, soos ons in visskole en selfs sommige kuddediere sien, natuurlik."
Verwysing: "Dynamika en risikodeling in groepe selfsugtige individue" deur Samuel Monter, Veit-Lorenz Heuthe, Emanuele Panizon en Clemens Bechinger, 2 Februarie 2023, Tydskrif van Teoretiese Biologie.
DOI: 10.1016/j.jtbi.2023.111433
Die studie is befonds deur die Cluster of Excellence "Sentrum van die Gevorderde Studie van Kollektiewe Gedrag."
