iPon Hírek

Csoportviselkedés fizikus szemmel

Dátum | 2013. 01. 04.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A kémiában és a fizikában gyakori az a megközelítés, miszerint a részek és a köztük fellépő interakciók minősége és ereje meghatározza, hogyan fog az adott elegy különböző körülmények közt viselkedni. Egy olyan folyadék, amelynek molekulái erősen kötődnek egymáshoz, magasabb hőmérsékleten forr, mint a gyengébb kötésekkel összekapcsolt anyagok. A kötések minőségéből tehát egy sor tulajdonság megjósolható.

Kínai és francia kutatók nemrégiben azt kezdték vizsgálni, hogy ez a megközelítési mód működhet-e a biológiában is, olyan rendszerek esetében, amelyek nagy számú, egymáshoz hasonló entitásból állnak össze, például egy hangyabolynál vagy egy csapat ecetmuslicánál. A kutatók azt remélték, hogy az egyedek közti interakció alapján megjósolható lehet a csoport viselkedése.

A legnagyobb problémát az okozta a vizsgálat során, hogy a biológiában nem igazán szokás az egyes egyedek közti kapcsolatok erősségét mérni, így először ennek megállapítására kellett valamilyen módszert kiötleniük a kutatóknak. Ehhez ismét a fizikához nyúltak, és egy tankönyvi kísérleti elrendezést valósítottak meg: egy két részre szeparálható doboz egyik felébe hangyákat helyeztek, majd az eltávolították a válaszfalat, és figyelték, hogy az állatok milyen gyorsan és milyen számban mennek át a doboz korábban üres felébe. Gyakorlatilag tehát az ideális gáz kísérletének egy fajtáját valósították meg, csak éppen gáz helyett hangyákat használtak.


A szakértők két szélsőséges eshetőséget vázoltak fel. Ha a hangyák teljes függésben vannak egymástól, vagyis a köztük lévő kapcsolat nagyon szoros, akkor elég, ha egyetlen hangya elindul a doboz üres felébe, és a többi követni fogja. Ha hangyák egymástól teljesen függetlenek, akkor egyesek átkelnek a választékon, mások maradnak, és viselkedésük alapvetően leírható lesz egy normál eloszlású görbével. Ha a hangyák tényleges viselkedésének ezen két szélsőség közti elhelyezkedése jelzi, hogy mennyire szoros a kapcsolat az egyedek közt. Különböző számú hangyakolóniákkal megismételve a kísérletet pedig az is megállapítható, hogy milyen jellegű ez a kapcsolat.

Elméletben legalábbis így nézett ki a kísérlet, a gyakorlati megvalósítás során azonban számos problémával találkoztak a kutatók. Ha például túl nagy a hangyák sűrűsége, hajlamosak egymáson is keresztülmászkálni, ami megnehezíti az egyes egyedek viselkedésének megfigyelését. Ez a gond viszonylag könnyen kiküszöbölhető úgy, hogy időről időre lemérik a doboz két részének tömegét, megállapítva, hogy aktuálisan hány hangya tartózkodik az adott félben.

Minden akadály ellenére számos érdekességre derült fény a kísérletek során. A kutatók megállapították, hogy az egyedek közti kapcsolat erőssége teljesen független a köztük lévő távolságtól, legalábbis centiméteres méretekben. Az interakciók továbbá nem korlátozódnak a közvetlen szomszédokra, hanem a távolabbi egyedekkel is fennállnak. Érdekes továbbá, hogy míg a hangyák és a szintén vizsgált lisztbogarak egyedei közt gyenge kapcsolatok figyelhetők meg, az ecetmuslicák egyedei közt egyértelműen negatív az interakció iránya, vagyis ezek inkább taszítják, mint vonzzák egymást.

Számos kutatócsoport igyekszik kisebb-nagyobb sikerrel számítógépes modellek segítségével megfejteni a csoportos viselkedés titkait, a tudományterületre azonban mindig is jellemző volt a valódi kísérletek hiánya. A mostani kutatás érdekes új utakat nyithat meg ezen a téren is, és alapvetően megváltoztathatja azt a módot, ahogy a csoportok együttes működésére tekintünk. 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

4. dzsuz87
2013.01.04. 12:06
Erről nem hallottam, köszönöm a cikket!

Ha javasolhatnék hasonló anyagot Jools, akkor ajánlom figyelmedbe Vicsek Tamás csoportjának egy aktuális témáját, ahol galambok csoportos repülését, a domináns egyedek kiválasztódását és hasonlókat figyeltek meg a rájuk kötött GPS-ek adatai alapján. Egy Nature cikk is megjelent, és több másik is elérhető. Ha valamelyik cikket nem tudod letölteni, próbáld az arxiv.org-on.

szerk: ez utóbbi minden fizika témájú cikkre igaz, hátha nem tudsz még róla
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. Jools
2013.01.04. 12:18
Köszi, mindenképp megnézem, mert róluk már természetesen igen, de a galambos projekről még nem hallottam. Magam is nagy rajongója vagyok az arxiv-nak.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. lorddiablo
2013.01.04. 12:26
OFF: Ha egy hangya a testsúlyának 50-szeresét elbírja, akkor 10 gramm hangyát már elküldhetünk sörért.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Bice
2013.01.04. 12:56
Emberek viselkedését is szokták ilyesmi elvvel vizsgálni biofizikusok. Pl., hogy a koncerteken hova tegyenek kordonokat, hogy ne nyomják szét egymást az emberek, vagy még olyat is láttam, hogy egy nagyobb teremből való menekülést szimulálnak. Tudok olyat, akinek a Vicsek Tamás a témavezetője és ő pedig a madarak kollektív mozgását szimulálta. (pontos cím most nem ugrik be)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!