Βάζοντας ένα κοπάδι σε πτήση
Ένα πολύ γνωστό άρθρο στη λογοτεχνία (Roberts, 1997, Animal Behaviour, 54:1517-1522) θέτει το σημαντικό ερώτημα:«Πόσα πουλιά χρειάζονται για να πετάξει ένα κοπάδι;» Η ερώτηση θα μπορούσε να ισχύει για οποιαδήποτε ομάδα οργανισμών από πουλιά, βουβάλια, έντομα, ανθρώπους και ίσως ακόμη και κύτταρα. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε πώς συμπεριφέρονται ομάδες ζώων ώστε να τα πιάσουμε, να τα αποφύγουμε ή ίσως να τα εμποδίσουμε να ποδοπατήσουν το ένα το άλλο.
Ο αριθμός που χρειάζεται για να «πετάξει ένα κοπάδι» δεν είναι ασήμαντο. Για ένα δεδομένο είδος μπορεί να είναι ένα, ένας σταθερός αριθμός ή ένα σταθερό ποσοστό. Τότε θα μπορούσαμε να ρωτήσουμε εάν υπάρχει κάποια σταθερότητα, ένας κανόνας μεταξύ των ειδών ή ίσως ένα μοτίβο σε αυτόν τον αριθμό για δεδομένες καταστάσεις. Για παράδειγμα, μπορεί να υπάρχει μία αναλογία παρακινημένων/χωρίς κίνητρα ζώων κατά την αποφυγή των αρπακτικών, αλλά ένας άλλος αριθμός για την παρακίνηση της υπόλοιπης ομάδας να μετακινηθεί για σκοπούς αναζήτησης τροφής;
Παραδόξως λίγες πληροφορίες είναι γνωστές για αυτές τις ερωτήσεις. Είναι δύσκολο να κάνετε ελεγχόμενα πειράματα για αυτό το πρόβλημα, όπου γνωρίζετε ακριβώς πόσα άτομα κινούνται αρχικά. Αρκετές μελέτες σε ζώα έχουν προτείνει ότι ένας αριθμός μεταξύ 5 και 15% των ατόμων που κινούνται προς μία κατεύθυνση είναι απαραίτητος για να πυροδοτηθεί μια απόκριση πλήρους ομάδας. Ωστόσο, αυτές οι μελέτες δεν εξέτασαν διαφορετικά μεγέθη ομάδων. Επιπλέον, μελέτες προσομοίωσης ομάδων που χρησιμοποιούν μοντέλα βασισμένα σε μεμονωμένα άτομα έχουν επίσης αντιμετωπίσει τα κατώτερα και τα ανώτερα όρια για τον αριθμό των ατόμων με γνώση σε μια ομάδα που θα καθοδηγούν την ομάδα.
Για να δοκιμάσουν «πόσα ζώα χρειάζονται για να πετάξει μια ομάδα», οι συγγραφείς μιας πρόσφατης μελέτης εργάστηκαν με ένα ζωικό σύστημα στο οποίο η όραση μπορούσε να χειριστεί και η απόκριση της ομάδας σε ένα ερέθισμα αρπακτικών θα μπορούσε να μετρηθεί προσεκτικά. Συγκεκριμένα, άλλαξαν την αναλογία των βλέπων προς τα αόρατα ζώα σε ομάδες διαφορετικών μεγεθών. Το αντικείμενο της μελέτης τους ήταν τα σκαθάρια στροβιλισμού (Gyrinidae), υδρόβια σκαθάρια μήκους ενός εκατοστού που κολυμπούν στην επιφάνεια των λιμνών και των ποταμών.
Τα πλεονεκτήματα της χρήσης αυτού του ζώου για την αντιμετώπιση της ερώτησης είναι ότι υπάρχουν στη φύση σε μια ποικιλία διαφορετικών μεγεθών ομάδων, σε ομάδες μη συγγενών και έχουν τέσσερα σετ ματιών. Τα επιπλέον μάτια ήταν χρήσιμα για το πείραμα, επειδή οι ερευνητές μπορούσαν να εμποδίσουν αυτά που έδειχναν προς τα πάνω (υπεύθυνα για την ανίχνευση του αρπακτικού) αφήνοντας τα κάτω μάτια μόνα τους, έτσι ώστε τα σκαθάρια να βλέπουν ο ένας τον άλλον και να κάνουν τον ελιγμό αποφυγής τους που ονομάζεται «έκταση λάμψης».
Η επέκταση φλας είναι μια στερεότυπη απόκριση αποφυγής αρπακτικών, στην οποία τα ομαδοποιημένα ζώα απομακρύνονται γρήγορα το ένα από το άλλο, διατηρούν μια γρήγορη ταχύτητα για αρκετά δευτερόλεπτα ενώ κάνουν κύκλους και μετά το ίδιο γρήγορα, επιβραδύνουν και ανασυντάσσονται στην ίδια τοποθεσία. Η προσαρμοστική λειτουργία μιας επέκτασης φλας είναι να δυσκολεύει τα αρπακτικά να εστιάσουν σε ένα άτομο σε μια ομάδα πριν χτυπήσουν. Τα ψάρια και τα πουλιά είναι αρπακτικά των σκαθαριών.
Στο εργαστήριο, σε λίμνες νερού με μια κάμερα κρεμασμένη πάνω τους, οι ερευνητές δημιούργησαν τρεις διαφορετικές ομάδες στροβιλιστών:12, 24 και 48. Για να ελέγξουν αν ήταν ο απόλυτος αριθμός που ήταν σημαντικός, οι ερευνητές συγκέντρωσαν αυτές τις ομάδες με ένα, δύο, τρία ή τέσσερα βλέποντα σκαθάρια σε μια ομάδα που κατά τα άλλα αποτελούνταν από αόρατα σκαθάρια. Εναλλακτικά, για να ελέγξουν αν ήταν η αναλογία που ήταν σημαντική, συγκέντρωσαν ομάδες όπου 5%, 8%, 12% και 17% σκαθάρια εντοπίστηκαν σε μια ομάδα κατά τα άλλα αόρατα σκαθάρια.
Αφού εξέθεσαν καθεμία από τις ομάδες στροβιλισμών σε μια προσομοίωση επίθεσης αρπακτικών, στη συνέχεια ανέλυσαν βίντεο για να προσδιορίσουν το ποσοστό κάθε ομάδας που αντέδρασε. Μια πλήρης ομαδική απάντηση ήταν όπου όλα τα μέλη της ομάδας απάντησαν σε μια στερεότυπη επέκταση flash. τα βλέποντα σκαθάρια μπόρεσαν να διεγείρουν όλα τα αόρατα σκαθάρια να συμμετάσχουν στο «πατάδι». Παρουσιάστηκαν επίσης μερικές αποκρίσεις που αφορούσαν το 50 ή το 75% των μελών της ομάδας, στις οποίες τα βλέποντα σκαθάρια διέγειραν ορισμένα από τα άλλα σκαθάρια να κολυμπήσουν γρήγορα, αλλά ποτέ δεν κλιμακώθηκε σε απόκριση πλήρους ομάδας.
Οι Romey και Kemak διαπίστωσαν ότι χρειάστηκαν περισσότερα βλέποντα σκαθάρια για να διεγείρουν μια πλήρη ανταπόκριση σε μεγαλύτερες ομάδες από ό,τι σε μικρότερες ομάδες. Συγκεκριμένα, τα αποτελέσματά τους υποστήριξαν την αναλογική υπόθεση. το όριο για πλήρη απόκριση ήταν περίπου 10% σε καθένα από τα μεγέθη της ομάδας. Έτσι, έχοντας μια σταθερή αντίληψη για το κατώφλι για ένα είδος, τον αριθμό του και ότι είναι ανάλογο, μένουν όλα τα υπόλοιπα είδη ομαδοποίησης στον κόσμο προς εξέταση. Αυτό είναι ένα παράδειγμα του τρόπου με τον οποίο η βασική έρευνα σε ένα εσωτερικό είδος, όπως η σβούρα, μπορεί να υποδεικνύει μια γενική τάση και τρόπο δοκιμής άλλων ζώων με μεγαλύτερη οικολογική και ανθρωπογενή βαρύτητα.
Η μελλοντική επιβεβαίωση ή απόρριψη αυτού του κανόνα του 10% που ανακαλύφθηκε πρόσφατα στις σβούρες μπορεί να είναι χρήσιμη στην πρόβλεψη των μοτίβων κίνησης των ζώων. Εάν υπάρχει ένας τέτοιος κανόνας, θα μπορούσε να είναι χρήσιμος στον έλεγχο του πλήθους. Για παράδειγμα, θα ήταν χρήσιμο να γνωρίζουμε πόσα άτομα σε μια ομάδα πρέπει να γνωρίζουν πού βρίσκονται οι πόρτες εξόδου σε ένα γήπεδο για να βγουν αποτελεσματικά. Ή, εάν ένας τέτοιος κανόνας εμφανίζεται επίσης στα κύτταρα, θα μπορούσε κανείς να προσπαθήσει να διερευνήσει πόσα κύτταρα σε έναν όγκο ή έναν νευρώνα χρειάζονταν για να συμπεριφέρονται με συγκεκριμένο τρόπο, προκειμένου να ακολουθήσουν τα υπόλοιπα άτομα. Συνοψίζοντας, υπάρχουν ακόμη πολλά που πρέπει να γίνουν κατανοητά στο «πόσα «πουλιά» χρειάζονται για να πετάξει ένα κοπάδι». Όμως, ως πρώτη προσέγγιση σε ένα είδος, η απάντηση φαίνεται να είναι 10%.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Είναι το κατώφλι απαρτίας για τις αναδυόμενες ομαδικές απαντήσεις σε στροβιλισμούς απόλυτη ή αναλογική, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Συμπεριφορά των ζώων . Αυτή η εργασία διεξήχθη από τον W.L. Romey και C. Kemak από το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης στο Πότσνταμ.
