Рой позволяет группам животных выполнять задачи, которые они не могут выполнить в одиночку, например, защищаться от гораздо более крупного хищника.
«Рой и все другие виды поведения сопряжены как с издержками, так и с пользой», – сказал Кристоф Адами, профессор микробиологии и молекулярной генетики МГУ. "Преимущества постоянно обсуждаются.
Но лакмусовая бумажка заключается в том, развивается ли поведение из-за этих преимуществ. Если оно не развивается, это не значит, что оно не выгодно, но если оно развивается, это доказательство того, что у такого поведения есть преимущества, которые перевешивают его издержки. Наша модельная система показывает, что замешательство хищников было достаточным давлением отбора, чтобы развить роящееся поведение у добычи."
Статья «Замешательство хищников достаточно для развития поведения роения», опубликована сегодня в Интернете в журнале «Интерфейс королевского общества».
«В нашей системе вычислительной модели роение превратилось в защиту, позволяющую использовать эффект замешательства хищников», – сказал Рэндал Олсон, аспирант по информатике и ведущий автор статьи. "Вместо того, чтобы видеть только одну или две жертвы, когда хищники атакуют, что происходит, когда жертва разбегается, роение заставляет хищников видеть много добычи, что сбивает их с толку и позволяет большему количеству добычи выжить."
Исследователи использовали компьютерную модельную систему, в которой хищники и жертва постоянно взаимодействовали.
Система отбирала добычу и хищников, которые развили поведение, способствующее выживанию – либо поедание добычи (хищники), либо избегание поедания (добыча). Каждый эксперимент повторялся более 100 раз, чтобы убедиться, что поведение развивалось из-за замешательства хищников, а не просто случайно.
Изучать эволюцию роения чрезвычайно сложно в реальных условиях. Поколения животных невозможно реанимировать, несмотря на то, что можно было бы поверить в Парк Юрского периода.
В реальных роях также очень сложно исследовать каждый из элементов, которые могут повлиять на роение (например, замешательство хищников) по отдельности, чтобы увидеть, влияют ли они на эволюцию поведения. Поэтому исследователи использовали свою упрощенную модель, чтобы рассмотреть только один аспект: тот факт, что хищники сбиваются с толку, если видят слишком много добычи.
«Случай действительно играет огромную роль в эволюции», – сказал Адами. "Но если мы повторим что-то 1000 раз, мы начнем видеть закономерности и можем говорить о средних. Эволюция – это последовательность событий, на которую повлияла случайность."
Все авторы исследования являются членами Центра изучения эволюции в действии BEACON, центра Национального научного фонда, который объединяет биологов, компьютерных ученых, инженеров и исследователей из других дисциплин для изучения эволюции, как это происходит.
Изучение роения и раскрытие секретов его эволюции – это небольшой первый шаг к пониманию того, как человеческий интеллект эволюционировал в природе, – исследовательская цель команды.
«Рой – сложная поведенческая черта, которая увеличивает шанс на выживание», – сказал Адами. "Интеллект – еще более сложная черта, которая также увеличивает шансы на выживание, поэтому понимание одного поможет нам понять другое."
«Мы пытаемся узнать о проблемах, с которыми сталкивались ранние животные, которые сделали разумное поведение благоприятной чертой для развития, с целью проработать наш путь к пониманию того, как ранние формы интеллекта превратились в сложные формы адаптивного, социального и предсказательного интеллект, на который способны люди ", – объяснил Олсон. "По сути, мы пытаемся в цифровом виде воспроизвести эволюционный путь к человеческому интеллекту."
«Наша основная предпосылка заключается в том, что существует причина для интеллекта, и эта причина – выживание», – добавил Адами. "Разведка позволяет нам планировать и прогнозировать, что будет происходить дальше и дальше в будущем, а затем действовать соответствующим образом. Существо, которое может предсказать самое далекое будущее, победит."