2577
Світанковий хор здається майже організованим: ще хвилину тому навколо тихо, а потім десятки птахів раптом починають співати майже одночасно. Математик Александер Кай із University of Warwick показав, що для такого різкого переходу не потрібен диригент або складне колективне правило. Достатньо простих рішень кожної окремої птиці.
Ідея дослідження виникла після того, як Кай переїхав у сільську місцевість і регулярно прокидався від ранкового співу. Його зацікавило, чи можна описати явище за допомогою теорії катастроф — розділу математики, який вивчає раптову зміну стану системи під дією поступово змінюваного фактора.
У моделі кожен птах міг перебувати лише в одному з двох станів: мовчати або співати. При цьому кожна особина мала свій поріг, після якого вона починала вокалізувати.
Два сигнали запускають хор
Поріг залежав від поєднання двох речей: освітлення навколо і кількості співу, який птах уже чує від сусідів. Оскільки в різних особин пороги трохи відрізняються, вони не мають починати співати в одну й ту саму секунду.
Коли світло поступово посилюється, найчутливіші особини починають першими. Їхній спів стає додатковим стимулом для сусідів, а ті, у свою чергу, запускають наступних. За достатньо сильного соціального впливу цей процес швидко переходить у лавиноподібний режим.
Кай перевірив математичний результат за допомогою комп’ютерних симуляцій із тисячами віртуальних птахів. Система відтворювала характерний різкий початок світанкового хору без необхідності задавати таку поведінку заздалегідь.
Модель також передбачає просторове поширення співу як хвилі. Якщо одна ділянка ландшафту досягає порога раніше, активність може поступово переходити на сусідні території.
Автор підкреслює, що робота поки не претендує на повний опис реального світанкового хору. У природі на поведінку впливають вид, територіальність, сезон, погода, чутливість очей до світла та інші фактори. Але модель показує, що сама раптова синхронізація може виникати з дуже простих індивідуальних правил.
Джерело: Phys.org / University of Warwick
