Har du någonsin undrat hur de där svärmarna av myggor verkar dansa vid skymningen? En grupp forskare från Centrum för Forskning, Innovation och Spridning inom Neuromatematik vid Universitetet i São Paulo har upptäckt att varje mygga positionerar sig utifrån närheten till sina grannar. Detta överraskande beteende är inte bara fascinerande, utan öppnar också nya dörrar för förståelsen av kollektiva dynamiker i naturen.
Till skillnad från vad man tidigare trott, att myggor samlas runt en central punkt som om de vore bundna av en fjäder, föreslår denna studie att deras organisation mer beror på densiteten av den moln de befinner sig i. Således justerar myggorna sin position baserat på hur många av sina artfränder som finns runt dem.
Modellen för kollektivt beteende
I denna studie, publicerad i Brazilian Journal of Physics, använde forskarna ett datorbaserat tillvägagångssätt baserat på Moores Grannskap, vilket möjliggör simulering av hur myggorna fördelar sig i ett tredimensionellt utrymme. Istället för att kräva information på långt avstånd, organiserar sig varje insekt enligt den lokala densiteten av sina grannar, vilket resulterar i rörelsemönster som imiterar naturliga svärmar.
Modellen visade att det finns två distinkta faser i svärmarnas beteende: en där myggorna är mycket samlade och en annan där de är mer spridda. Den verkliga magin inträffar i den kritiska regionen mellan dessa två faser, där man kan observera ett kollektivt beteende som liknar andra ordningens fasövergångar inom fysik.
Kopplingen till hjärnan
Men vad har detta med hjärnan att göra? Forskare har funnit att dessa fenomen av fasövergångar inte är exklusiva för myggor. Forskning inom Kritikalitet i Hjärnan tyder på att neurala nätverk kan bearbeta information mer effektivt när de befinner sig i ett kritiskt tillstånd, precis på gränsen till en fasövergång. Detta tyder på att både myggsvärmar och neuronala nätverk kan dela underliggande principer i sin organisation och respons på stimuli.
Studien av hur myggor upptäcker den lokala densiteten och koordinerar sina rörelser under dessa övergångar fortsätter att ställa intressanta frågor. Denna typ av forskning utvidgar inte bara kunskapen om insekters biologi, utan kopplar också samman grundläggande koncept inom fysik med komplexa biologiska system, vilket visar på naturens lagars universalitet i olika sammanhang.