A fizikusok egy ötven éves hipotézist igazoltak, amely az önző viselkedés eredményeként létrejövő csordák kialakulását magyarázza.
„Meglepő módon, ha az egyének pusztán önző okokból cselekszenek, ez igazságos helyzethez vezethet a csoporton belül” – mondja Clemens Bechinger fizikaprofesszor. Ezt mutatta be egy közelmúltbeli tanulmány, amelyet csapata a Center for the Advanced Study of Collective Behavior (CASCB) munkatársa végzett. Konstanzi Egyetem, amely a Kiválósági Klaszter része.
A kutatók számítógépes szimulációkkal vizsgálták, hogyan csökkenthetik a csordaállatok a ragadozási kockázatukat. A tanulmány azon az elképzelésen alapul, amelyet WD Hamilton 1971-ben javasolt, miszerint a csordában lévő egyedek úgy helyezkednek el, hogy saját ragadozási kockázatuk a szomszédok rovására csökken. Az eredményeket a Journal of Theoretical Biology.
Az ok, amiért sok állat csordákba szerveződik, nem feltétlenül a közösség vagy a társas viselkedés eredménye. Az egyik példa a fókák: önmagukban is könnyű prédák az orkák és cápák számára. Ehelyett sokkal biztonságosabb egy csoporton belül, mert akkor a támadás veszélye sok emberre kiterjed. A csoport közepén a legbiztonságosabb, ahol az állatok nagyon kis helyen zsúfolódnak össze, és ott nagyobb valószínűséggel támad egy közeli szomszéd, mint saját magunk. A néhány szomszédos csoport szélén viszont jóval nagyobb a predációs kockázat. Ezért minden állat megpróbál eljutni a középen áhított helyek valamelyikére.
Az önzés a kockázat igazságos elosztásához vezet
Clemens Bechinger és munkatársai a mesterséges intelligencia (megerősítő tanulás) segítségével azt tanulmányozták, hogyan kell az egyéneknek optimálisan megváltoztatniuk pozíciójukat, hogy a lehető legkisebb távolságot tartsák maguk és mások között, ami viszont csökkenti saját támadási kockázatukat.
„Mivel ez a stratégia növeli a szomszédok kockázatát, egyértelműen önző motivációnak számít” – mondja Veit-Lorenz Heute, aki doktoranduszként dolgozik a projekten. Ahogyan Hamilton megjósolta, a fizikusok megfigyelték, hogy az eleinte szétterült egyedek sűrű csordát alkottak, mivel ez csökkenti a szomszédoktól való távolságukat, és így csökkenti a támadások kockázatát.
„A kollektívák megerősítő tanulásának figyelembe vétele új lehetőségeket nyit meg az állatok viselkedésének megértésében” – teszi hozzá Iain Couzin, a CASCB előadója és a Konstanzi Egyetem biodiverzitásért és kollektív viselkedésért felelős professzora. „Elegáns módot ad arra, hogy megkérdezzük, hogyan jelenhetnek meg az adaptív viselkedések a nyájakra és rajokra jellemző összetett társadalmi kontextusban.”
A kutatók azonban meglepődve látták, mi történt a csorda kialakulása után.
Szimulációik azt mutatják, hogy az időátlagos predációs kockázat minden egyedre pontosan egyenlő. Nyilvánvaló, hogy a falka középpontjában álló tagok nem képesek megvédeni olyan előnyös pozíciókat, ahogy más állatok efelé az áhított hely felé nyomulnak.
"Ez a csoporton belüli magas dinamikának az eredménye, amely lehetetlenné teszi az egyének számára, hogy megtartsák meghatározott optimális pozíciókat" - mondja Samuel Monter, aki szintén részt vesz a tanulmányban. Egy másik érdekes megfigyelés, hogy a legjobb pozíciókért folyó állandó verseny eredményeként a csoport elkezd forogni a gravitációs középpontja körül, hasonlóan ahhoz, amit sok állatcsordában megfigyelnek.
„Tanulmányunk azt mutatja, hogy a csoportok kialakulása nem szükségszerűen a csoportos viselkedésükből adódik, hanem az egyének teljesen önző motivációival is magyarázható, hogy mások rovására előnyt szerezzenek” – összegzi Bechinger. "Tanulmányunk nemcsak az élő rendszerek kollektív viselkedésének megértését segíti elő, hanem az eredmények hasznosak lehetnek az optimális stratégiák megtalálásában is arra vonatkozóan, hogyan kell az autonóm roboteszközöket programozni a kollektív feladatok elsajátításához."
"Régóta megfigyeltünk örvényeket állatcsoportokban, és ez a munka betekintést nyújt abba, hogy miért lehet ez a helyzet" - teszi hozzá Iain Couzin. „Ha mindenki a kockázat csökkentése érdekében cselekszik azáltal, hogy megközelíti a többieket, de az ütközésekért is megbüntetik, akkor természetesen előfordulnak forgó örvények, amint azt a halrajoknál és még egyes terelőállatoknál is láthatjuk.”
Hivatkozás: „Dinamika és kockázatmegosztás önző egyének csoportjaiban”, Samuel Monter, Veit-Lorenz Heuthe, Emanuele Panizon és Clemens Bechinger, 2. február 2023. Journal of Theoretical Biology.
DOI: 10.1016/j.jtbi.2023.111433
A tanulmányt a Cluster of Excellence "Center of the Advanced Study of Collective Behavior" finanszírozta.
