Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak te chmary komarów zdają się tańczyć o zachodzie słońca? Grupa badaczy z Centrum Badań, Innowacji i Upowszechniania w Neuromatematyce Uniwersytetu w São Paulo odkryła, że każdy komar zajmuje pozycję w zależności od bliskości swoich sąsiadów. To zaskakujące zachowanie nie tylko fascynuje, ale także otwiera nowe drzwi w zrozumieniu dynamiki zbiorowej w naturze.
W przeciwieństwie do wcześniejszych przekonań, że komary grupują się wokół centralnego punktu, jakby były związane sprężyną, to badanie sugeruje, że ich organizacja zależy bardziej od gęstości chmury, w której się znajdują. W ten sposób komary dostosowują swoją pozycję w zależności od tego, ilu ich pobratymców jest wokół nich.
Model zachowania zbiorowego
W tym badaniu, opublikowanym w Brazilian Journal of Physics, naukowcy zastosowali podejście obliczeniowe oparte na Wielkości Moore’a, które pozwala symulować, jak rozkładają się komary w przestrzeni trójwymiarowej. Zamiast wymagać informacji z daleka, każdy owad organizuje się według lokalnej gęstości swoich sąsiadów, co prowadzi do wzorców ruchu, które naśladują naturalne chmary.
Model wykazał, że istnieją dwie odrębne fazy w zachowaniu chmar: jedna, w której komary są bardzo skupione, i druga, w której są bardziej rozproszone. Prawdziwa magia zachodzi w regionie krytycznym między tymi dwiema fazami, gdzie można zaobserwować zbiorowe zachowanie podobne do przejść fazowych drugiego rzędu w fizyce.
Połączenie z mózgiem
Ale co to ma wspólnego z mózgiem? Badacze odkryli, że te zjawiska przejścia fazowego nie są wyłączne dla komarów. Badania nad Krytycznością w Mózgu sugerują, że sieci neuronowe mogą przetwarzać informacje w sposób bardziej efektywny, gdy znajdują się w stanie krytycznym, tuż na progu przejścia fazowego. To sugeruje, że zarówno chmary komarów, jak i sieci neuronów mogą dzielić wspólne zasady w swojej organizacji i reakcji na bodźce.
Badanie, jak komary wykrywają lokalną gęstość i koordynują swoje ruchy podczas tych przejść, wciąż stawia intrygujące pytania. Tego rodzaju badania nie tylko poszerzają wiedzę na temat biologii owadów, ale także łączą fundamentalne koncepcje fizyki z złożonymi systemami biologicznymi, pokazując uniwersalność praw natury w różnych kontekstach.