पर प्रकाशित: 11 मार्च, 2025 / अपडेट से: 11 मार्च, 2025 - लेखक: कोनराड वोल्फेंस्टीन
वर्चुअल रियलिटी के साथ ब्लैकनिंग और झुंड अनुसंधान: जर्मन वैज्ञानिकों ने ग्रासहॉपर्स का विश्लेषण किया - छवि: Xpert.Digital
वीआर शोध से ग्रासहॉपर्स में नई संरचनाओं का पता चलता है
ग्रासहॉपर्स में सफलता: लंबे समय तक सिद्धांतों का खंडन
रेगिस्तानी ग्रासहॉपर की बाइबिल के समय के लिए एक भयानक प्रतिष्ठा है। 50 मिलियन व्यक्तियों के लहरों के साथ, इस प्रकार के कीट नंगे के पूरे क्षेत्रों को खाकर विनाशकारी क्षति का कारण बन सकते हैं और इस प्रकार पोषण संबंधी सुरक्षा को खतरे में डाल सकते हैं। अब यूनिवर्सिटी ऑफ कोंस्टानज़ और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर बिहेवियरल बायोलॉजी के शोधकर्ताओं ने इन स्वार्मों के संगठन के बारे में ज्ञान प्राप्त किया है और कई वर्षों के सिद्धांतों का खंडन किया है। अभिनव आभासी वास्तविकता प्रौद्योगिकी की मदद से, वैज्ञानिक यह प्रदर्शित करने में सक्षम थे कि ग्रासहॉपर झुंड पहले से ग्रहण की तुलना में मौलिक रूप से अलग हैं। प्रसिद्ध विशेषज्ञ जर्नल "साइंस" में प्रकाशित यह अध्ययन पिछले व्याख्यात्मक मॉडल को उल्टा कर देता है और महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करता है जो ग्रासहॉपर्स की बेहतर भविष्यवाणी और मुकाबले में योगदान कर सकता है।
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ग्रासहॉपर्स और उनके वैश्विक अर्थ की घटना
डेजर्ट ग्रासहॉपर्स (शिस्टोकेरका ग्रेगरिया) वन्यजीवों में सामूहिक व्यवहार के सबसे प्रभावशाली उदाहरणों में से हैं। उड़ान जो उड़ान भरने में असमर्थ है, इसलिए अप्सराएं, शुरू में स्थानीय व्यक्तियों के रूप में रहते हैं। कुछ शर्तों के तहत, हालांकि, वे एक साथ भारी लहरें बनाने के लिए आते हैं और बढ़ना शुरू करते हैं - लक्ष्यहीन रूप से नहीं, बल्कि एक समन्वित आंदोलन में, जैसे कि वे केंद्रीय रूप से नियंत्रित थे। इन विशाल कीट सामूहिकों में 50 मिलियन जानवर शामिल हो सकते हैं और इस प्रकार हमारे ग्रह में सबसे बड़े पशु सामूहिकों में से एक का प्रतिनिधित्व करते हैं।
ऐसे टिड्डे के प्रभाव विनाशकारी हैं। शोधकर्ताओं के अनुसार, वे दुनिया भर में हर दसवें व्यक्ति की आजीविका को खतरे में डालते हैं। इसके एक ठोस उदाहरण ने 2019 और 2020 के बीच हॉर्न ऑफ अफ्रीका पर बड़े पैमाने पर टिड्डे प्लेग प्रदान किया, जिसने कृषि उत्पादन को तबाह कर दिया और एक अकाल को ट्रिगर किया। इस तरह के झुंडों के गठन और आंदोलन की ओर ले जाने वाले तंत्रों का वैज्ञानिक अनुसंधान इसलिए न केवल सैद्धांतिक हित का है, बल्कि वैश्विक पोषण सुरक्षा के लिए भी काफी व्यावहारिक महत्व है।
पिछला सिद्धांत: ग्रासहॉपर्स एक "स्व-चालित कण" के रूप में
दशकों से, टिड्डे के सामूहिक व्यवहार को सैद्धांतिक भौतिकी से एक अवधारणा की मदद से समझाया गया है। इस मॉडल में, कीटों को "स्व-चालित प्रतिभागियों" (स्व-चालित कणों) के रूप में देखा जाता है, जो उनके तत्काल पड़ोसियों पर उनके पदों और आंदोलन की दिशाओं को संरेखित करते हैं। यह सिद्धांत मानता है कि यह पर्याप्त है यदि व्यक्ति केवल पूरे झुंड में एक सुसंगत आंदोलन बनाने के लिए अपने प्रत्यक्ष पड़ोसियों के साथ "एक पंक्ति में" प्राप्त करें।
इस पिछले स्पष्टीकरण का एक और केंद्रीय तत्व यह धारणा थी कि जानवरों का घनत्व अव्यवस्थित फ्लोट आंदोलन के संक्रमण के लिए एक निर्णायक कारक है। इस परिकल्पना के अनुसार, एक समन्वित आंदोलन में संक्रमण शुरू होता है जैसे ही एक सीमित स्थान में पर्याप्त जानवर होते हैं। यह सिद्धांत इतना आश्वस्त लग रहा था कि यह वन्यजीवों में सामूहिक आंदोलनों को समझाने के लिए एक मानक मॉडल के रूप में दशकों तक सेवा करता था।
दिलचस्प बात यह है कि, इयान कोज़िन के नेतृत्व में पिछले शोध, जो वर्तमान अध्ययन में भी शामिल हैं, ने पहले से ही ग्रासहॉपर्स के झुंड व्यवहार पर अन्य आश्चर्यजनक निष्कर्ष प्रदान किए थे। उनकी टीम ने पाया कि नरभक्षण लंबी पैदल यात्रा आंदोलनों के लिए एक ड्राइविंग कारक हो सकता है - टिड्डे आगे से आगे बढ़ते हैं ताकि पीछे से नहीं खाया जा सके। इस अहसास ने पहले से ही संकेत दिया कि अधिक जटिल व्यवहार केवल शारीरिक प्रतिक्रियाओं की तुलना में एक भूमिका निभा सकता है।
अभिनव अनुसंधान दृष्टिकोण: आभासी वास्तविकता ने झुंड के रहस्यों को प्रकट किया
ग्रासहॉपर के क्रेडिट में जटिल बातचीत को बेहतर ढंग से समझने के लिए, कांस्टेंस विश्वविद्यालय में उत्कृष्टता सामूहिक के क्लस्टर और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर बिहेवियरल बायोलॉजी से एक क्रांतिकारी दृष्टिकोण: वर्चुअल रियलिटी (वीआर) के लिए इयान कूज़िन के आसपास की शोध टीम। "जैसा कि ज्ञात है, जानवरों के मोबाइल समूहों में बातचीत के तंत्र को पहचानना मुश्किल है," Couzin बताते हैं। "व्यक्ति एक -दूसरे को प्रभावित करते हैं और दूसरों के व्यवहार से भी प्रभावित होते हैं, एक जटिल इंटरप्ले में।"
इस समस्या को हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक परिष्कृत वीआर सेटअप विकसित किया। व्यक्तिगत रहने वाले घास को एक चल गेंद पर रखा गया था, एक ट्रेडमिल के समान ताकि वे स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकें। उनके आसपास, वैज्ञानिकों ने 64 फोटो -रियलिस्टिक वर्चुअल ग्रासहॉपर्स का अनुमान लगाया, ताकि वास्तविक कीड़ों का मानना हो कि वे एक प्राकृतिक झुंड में थे। इस अभिनव पद्धति ने शोधकर्ताओं को ठीक से जांचने में सक्षम बनाया कि जीवित घास से कौन सी जानकारी उपलब्ध थी - कितने अन्य जानवर अपने परिवेश में थे और वे किस दिशा में थे।
एक विशेष रूप से खुलासा प्रयोग में, शोधकर्ताओं ने दो आभासी, तीन -स्तरीय झुंडों के बीच वास्तविक टिड्डे को रखा। इस परीक्षण व्यवस्था ने उन्हें यह परीक्षण करने की अनुमति दी कि क्या जानवर वास्तव में अपने प्रत्यक्ष पड़ोसियों के व्यवहार पर प्रतिक्रिया करते हैं, जैसा कि पहले माना जाता है, और उनके साथ एक समान क्रश के रूप में आगे बढ़ेंगे।
आश्चर्यजनक परिणाम: झुंड अनुसंधान में एक प्रतिमान बदलाव
प्रयोगों के परिणाम आश्चर्यजनक और मौलिक रूप से पिछले सिद्धांत पर सवाल उठाए गए थे। शोधकर्ताओं की अपेक्षा के विपरीत, वास्तविक टिड्डे ने एक ही दिशा में एक बड़े, समान झुंड के हिस्से के रूप में आगे नहीं बढ़ा। इसके बजाय, वे आभासी झुंडों में से एक की दिशा में बदल गए और विशेष रूप से उनके लिए भाग गए।
इस अवलोकन ने वैज्ञानिकों को दिखाया कि एसओ -"ऑप्टोमोटर रिएक्शन" - एक जन्मजात रिफ्लेक्स जो ग्रासहॉपर्स को आंदोलन के संवेदी छापों का पालन करने का कारण बनता है - समन्वित सामूहिक आंदोलन का कारण नहीं है। वास्तव में, शोधकर्ताओं ने इस बात का कोई सबूत नहीं पाया कि टिड्डे अपने पड़ोसियों के आधार पर अपनी स्थिति और आंदोलन की दिशा को संरेखित करते हैं।
"व्यक्तिगत जानवर कण नहीं हैं," इयान कौज़िन बताते हैं। "हमें टिड्डे को संज्ञानात्मक, अभिनय विषयों के रूप में देखना होगा जो अपने परिवेश का निरीक्षण करते हैं और, इस आधार पर, अपने निर्णय लेते हैं कि वे आगे कहां जाते हैं।" शोधकर्ता अब मानते हैं कि एक झुंड का विकास पहले से ग्रहण की तुलना में प्रत्येक व्यक्तिगत टिड्डे पर बहुत अधिक निर्भर करता है।
प्रयोगों से यह भी पता चला कि जानवर कभी -कभी संयुक्त पाठ्यक्रम से विचलित हो जाते हैं, भले ही उनके बगल में दो झुंड हों जो उसी दिशा में चलते थे। इसके अलावा, टीम को कोई सबूत नहीं मिला कि व्यक्तियों का घनत्व, जैसा कि पहले माना जाता था, झुंड आंदोलन के लिए ट्रिगर कारक था।
ग्रासहॉपर्स का मुकाबला करने के लिए व्यावहारिक महत्व
नए निष्कर्षों में व्यावहारिक रूप से व्यावहारिक निहितार्थ हैं। झुंड गठन और आंदोलन के मौलिक तंत्र की बेहतर समझ कीटों के व्यवहार की भविष्यवाणी करने और घास की सीमाओं का मुकाबला करने के लिए अधिक प्रभावी रणनीतियों को विकसित करने में मदद कर सकती है।
इस तथ्य को देखते हुए कि टिड्डे से सभी दसवें लोगों की आजीविका को खतरा है, इस शोध के महत्व को कम करके नहीं आंका जाना चाहिए। 2019 और 2020 के बीच अफ्रीका के हॉर्न पर ग्रासहॉपर प्लेग के विनाशकारी प्रभाव, जिसके कारण फसल की विफलता और अकाल का कारण बना, बेहतर भविष्यवाणी और नियंत्रण तंत्र की तत्काल आवश्यकता का वर्णन करता है।
इस एहसास के माध्यम से कि टिड्डे केवल एक भौतिक कण के रूप में कार्य नहीं करते हैं, बल्कि अपने स्वयं के निर्णय के साथ व्यक्तिगत संज्ञानात्मक अभिनेताओं के रूप में कार्य करते हैं, प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए नए दृष्टिकोण खुले हैं। बड़े -स्केल नियंत्रण उपायों पर विशेष रूप से भरोसा करने के बजाय, भविष्य की रणनीतियों को व्यक्तिगत निर्णय लेने की प्रक्रियाओं को समझने और प्रभावित करने के लिए तैयार किया जा सकता है।
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भविष्य के अनुसंधान निर्देश और "कलेक्टिव के दृश्य कम्प्यूटिंग के लिए केंद्र"
ग्राउंडब्रेकिंग निष्कर्ष केवल सामूहिक व्यवहार की एक नई समझ की शुरुआत का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह केंद्र, जो समूह व्यवहार पर शोध करने के लिए सबसे आधुनिक सुविधाओं में से एक होगा, का उद्देश्य आभासी होलोग्राफिक 3 डी वातावरण में पशु झुंडों का निरीक्षण करना और उनके आंदोलनों का विश्लेषण करना है।
इसी समय, Couzin के आसपास की टीम विभिन्न पशु प्रजातियों के लिए स्थानिक निर्णय पर भी शोध करती है। PNAs में हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन से पता चलता है कि जानवर दुनिया को केवल दो विकल्पों के बीच क्रमिक निर्णयों को कम करके अपने पर्यावरण की जटिलता को कैसे संसाधित करते हैं। इन निष्कर्षों से संकेत मिलता है कि बुनियादी ज्यामितीय सिद्धांत यह बता सकते हैं कि जानवर कैसे और क्यों चलते हैं जैसा कि वे करते हैं - एक दृष्टिकोण जो कि ग्रासहॉपर्स की समझ के लिए भी लागू किया जा सकता है।
सामूहिक व्यवहार पर शोध करने में एक नया युग
कोंस्टानज़ विश्वविद्यालय और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर बिहेवियरल बायोलॉजी में वैज्ञानिकों का शोध वन्यजीवों में सामूहिक व्यवहार को समझने में एक महत्वपूर्ण मोड़ है। "स्व-चालित कणों" के लंबे समय से स्थापित सिद्धांत पर सवाल उठाकर, वे एक नया परिप्रेक्ष्य, ग्रासहॉपर्स और अन्य जानवरों को व्यक्तिगत निर्णय लेने वालों के रूप में खोलते हैं, जिनके सामूहिक व्यवहार जटिल संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं से होते हैं।
अभिनव आभासी वास्तविकता प्रौद्योगिकी का उपयोग सफलता की कुंजी साबित हुआ है। इसने शोधकर्ताओं को पशु सामूहिकों की पहले अभेद्य जटिलता को समझने और झुंड के संगठन में मौलिक अंतर्दृष्टि प्राप्त करने में सक्षम बनाया। ये निष्कर्ष न केवल सामूहिक व्यवहार के बारे में हमारी सैद्धांतिक समझ में क्रांति ला सकते हैं, बल्कि दुनिया भर में पोषण संबंधी सुरक्षा के लिए धमकी देने वाले टिड्डे से निपटने के लिए व्यावहारिक समाधान भी प्रदान करते हैं।
इयान कोज़िन के आसपास की टीम का काम, जिसे पहले से ही सामूहिक व्यवहार के क्षेत्र में अपने शोध के लिए प्रतिष्ठित गॉटफ्रीड विल्हेम लीबनिज पुरस्कार से सम्मानित किया गया है, जीव विज्ञान, कंप्यूटर विज्ञान और भौतिकी के इंटरफेस में अंतःविषय अनुसंधान के महत्व को रेखांकित करता है। यह प्रभावशाली रूप से दिखाता है कि कैसे आधुनिक प्रौद्योगिकियां हमें प्रकृति के आकर्षक रहस्यों को समझने में मदद कर सकती हैं और साथ ही साथ वैश्विक समस्याओं को दबाने के लिए व्यावहारिक समाधान विकसित करते हैं।
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