Niekoho si sa niekedy zamyslel, ako sa tie swarmy komárov zdajú tancovať pri západe slnka? Skupina výskumníkov z Centra výskumu, inovácií a šírenia neuromatematiky na Univerzite v São Paulo objavila, že každý komár sa umiestňuje na základe blízkosti svojich susedov. Toto prekvapujúce správanie nie je len fascinujúce, ale tiež otvára nové dvere v porozumení kolektívnym dynamikám v prírode.
Na rozdiel od predpokladu, že sa komáre zhromažďujú okolo centrálneho bodu, akoby boli viazané pružinou, táto štúdia naznačuje, že ich organizácia závisí viac od hustoty oblaku, v ktorom sa nachádzajú. Takto komáre upravujú svoju polohu na základe toho, koľko ich príbuzných je okolo nich.
Model kolektívneho správania
V tejto štúdii, publikovanej v Brazilian Journal of Physics, vedci použili počítačový prístup založený na Mooreovej susednosti, ktorý umožňuje simulovať, ako sa komáre rozdeľujú v trojrozmernom priestore. Namiesto toho, aby vyžadovali informácie na veľké vzdialenosti, každý hmyz sa organizuje podľa miestnej hustoty svojich susedov, čo vedie k pohybovým vzorom, ktoré napodobňujú prírodné swarmy.
Model ukázal, že existujú dve odlišné fázy v správaní swarmov: jedna, kde sú komáre veľmi zhromaždené, a druhá, kde sú viac rozptýlené. Skutočná mágia sa deje v kritickej oblasti medzi týmito dvoma fázami, kde je možné pozorovať kolektívne správanie podobné prechodom fázy druhého rádu vo fyzike.
Prepojenie s mozgom
Ale čo má toto spoločné s mozgom? Výskumníci zistili, že tieto fenomény prechodu fázy nie sú výlučne pre komáre. Výskum v oblasti Kritickosti v mozgu naznačuje, že neurónové siete môžu spracovávať informácie efektívnejšie, keď sú v kritickom stave, presne na prahu prechodu fázy. To naznačuje, že ako swarmy komárov, tak aj neurónové siete môžu zdieľať základné princípy vo svojej organizácii a reakcii na podnety.
Štúdium toho, ako komáre detekujú miestnu hustotu a koordinujú svoje pohyby počas týchto prechodov, naďalej kladie zaujímavé otázky. Tento typ výskumu nielenže rozširuje poznatky o biológii hmyzu, ale tiež spája základné koncepty fyziky s komplexnými biologickými systémami, ukazujúc univerzálnosť zákonov prírody v rôznych kontextoch.