Yayınlanan: 11 Mart 2025 / Güncelleme: 11 Mart 2025 - Yazar: Konrad Wolfenstein
Sanal gerçeklikle karartma ve sürü araştırmalar: Alman bilim adamları Çekirgeleri analiz ediyor - Resim: Xpert.digital
VR araştırması, çekirgelerde yeni yapılar ortaya koyuyor
Çekirgelerde atılım: uzun vadeli teoriler çürütüldü
Çöl çekirgeni İncil zamanları için korkunç bir üne sahipti. 50 milyona kadar bireylerin övgüleriyle, bu tür böcek tüm çıplak alanları yiyerek ve böylece beslenme güvenliğini tehlikeye atarak yıkıcı hasara neden olabilir. Şimdi Konstanz Üniversitesi ve Max Planck Davranışsal Biyoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar, bu sürülerin organizasyonu hakkında çığır açan bilgi kazandılar ve yıllarca süren teorileri çürüttüler. Yenilikçi sanal gerçeklik teknolojisinin yardımıyla, bilim adamları çekirge sürülerinin daha önce varsayılandan temel olarak farklı olduğunu gösterebildiler. Ünlü uzman dergisi “Science” da yayınlanan bu çalışma, önceki açıklayıcı modelleri baş aşağı çevirir ve çekirgelerin daha iyi tahminine ve savaşına katkıda bulunabilecek önemli bilgiler sağlar.
İçin uygun:
Çekirge olgusu ve bunların küresel anlamı
Çöl Grasshoppers (SchistoCerca Gregaria) vahşi yaşamdaki kolektif davranışların en etkileyici örnekleri arasındadır. Uçamayan uçuş, bu yüzden denilen perileri başlangıçta yerel bireyler olarak yaşıyor. Bununla birlikte, belirli koşullar altında, muazzam övgüler oluşturmak ve yürüyüş yapmaya başlarlar - amaçsızca değil, sanki merkezi olarak kontrol edilmiş gibi koordineli bir harekette. Bu büyük böcek kolektifleri 50 milyona kadar hayvan içerebilir ve bu nedenle gezegenimizdeki en büyük hayvan kolektiflerinden birini temsil eder.
Bu tür çekirgelerin etkileri yıkıcıdır. Araştırmacılara göre, dünya çapında her onuncu kişinin etrafında geçimini tehdit ediyorlar. Bunun somut bir örneği, 2019-2020 yılları arasında Afrika Boynuzu'nda tarımsal üretimi harap eden ve bir kıtlığı tetikleyen büyük bir çekirge veba sağladı. Bu tür sürülerin oluşumuna ve hareketine yol açan mekanizmaların bilimsel araştırması, bu nedenle sadece teorik ilgi değil, aynı zamanda küresel beslenme güvenliği için de önemli pratik öneme sahiptir.
Önceki Teori: “Kendi Kendini Yönlendiren Parçacık” olarak Çekirge
Onlarca yıldır, çekirgenin kolektif davranışı teorik fizikten bir kavram yardımıyla açıklanmıştır. Bu modelde, böcekler, konumlarını ve hareket yönlerini yakın komşularına hizalayan “kendi kendine tahrikli katılımcılar” (kendi kendine yönelik parçacıklar) olarak görülmektedir. Bu teori, tüm sürü boyunca tutarlı bir hareket yaratmak için bireylerin doğrudan komşularıyla “sıraya girmelerinin” yeterli olduğunu varsayar.
Bu önceki açıklamanın bir başka merkezi unsuru, hayvanların yoğunluğunun düzensiz şamandıra hareketinin geçişi için belirleyici bir faktör olduğu varsayımıydı. Bu hipoteze göre, koordineli bir harekete geçiş, sınırlı bir alanda yeterli hayvan varsa başlar. Bu teori o kadar ikna edici görünüyordu ki, onlarca yıl boyunca yaban hayatındaki kolektif hareketleri açıklamak için standart bir model olarak hizmet etti.
İlginç bir şekilde, mevcut çalışmaya da dahil olan Iain Couzin liderliğindeki önceki araştırmalar, çekirgelerin sürü davranışı hakkında başka şaşırtıcı bulgular sağlamıştı. Ekibi, yamyamlığın yürüyüş hareketleri için itici bir faktör olabileceğini keşfetti - çekirgeler arkadan yenmeyecek şekilde ilerliyor. Bu farkındalık zaten daha karmaşık davranışların sadece fiziksel reaksiyonlardan bir rol oynayabileceğini gösterdi.
Yenilikçi Araştırma Yaklaşımı: Sanal gerçeklik, sürünün sırlarını ortaya çıkarıyor
Grasshopper'ın kredilerindeki karmaşık etkileşimleri daha iyi anlamak için, Constance Üniversitesi Mükemmellik Kümesi Kolektifi ve Devrimsel Bir Yaklaşım Üzerine Davranışsal Biyoloji Enstitüsü'nden Iain Couzin çevresindeki araştırma ekibi: Sanal Gerçeklik (VR). "Bilindiği gibi, mobil hayvan gruplarındaki etkileşim mekanizmalarını tanımak zordur." Diyerek şöyle devam etti: "Bireyler birbirlerini etkiler ve karmaşık bir etkileşimde diğerlerinin davranışlarından da etkilenir."
Bu sorunu çözmek için araştırmacılar gelişmiş bir VR kurulumu geliştirdiler. Bireysel yaşam otları, bir koşu bandına benzer şekilde hareketli bir topa yerleştirildi, böylece serbestçe hareket edebilmeleri için. Etraflarında, bilim adamları 64'e kadar fotoğraf -gerçekçi sanal çekirge öngördüler, böylece gerçek böcekler doğal bir sürüde olduklarına inanıyorlardı. Bu yenilikçi yöntem, araştırmacıların hangi canlı çimden gelen bilgilerin mevcut olduğunu tam olarak kontrol etmelerini sağladı - çevresinde kaç hayvan var ve hangi yönde olduklarını.
Özellikle açıklayıcı bir deneyde, araştırmacılar gerçek çekirgeleri iki sanal, üç boyutlu sürü arasına yerleştirdiler. Bu test düzenlemesi, hayvanların daha önce varsayıldığı gibi doğrudan komşularının davranışına gerçekten tepki verip vermediklerini test etmelerine izin verdi ve onlarla tek tip bir ezilme olarak hareket edeceklerdi.
Şaşırtıcı sonuçlar: Swarm araştırmalarında bir paradigma değişimi
Deneylerin sonuçları şaşırtıcı ve temelde önceki teoriyi sorguladı. Araştırmacıların beklentisinin aksine, gerçek çekirgeler aynı yönde büyük, tek tip bir sürünün bir parçası olarak hareket etmediler. Bunun yerine, sanal sürülerden biri yönüne döndüler ve özellikle onlara koştular.
Bu gözlem, bilim adamlarına, çekirgelerin hareketin duyusal izlenimlerini izlemesine neden olan doğuştan gelen bir refleks olan “optomotor reaksiyon” un koordineli kolektif hareketin nedeni olmadığını gösterdi. Aslında, araştırmacılar çekirgenin komşularına dayanarak konumlarını ve hareket yönlerini hizaladıklarına dair hiçbir kanıt bulamadılar.
"Bireysel hayvanlar parçacıklar değildir," diye açıklıyor Iain Couzin. Diyerek şöyle devam etti: "Çekirgeleri çevrelerini gözlemleyen ve bu temelde kararlarını bir sonraki yere götüren bilişsel, oyunculuk konuları olarak görmeliyiz." Araştırmacılar şimdi bir sürünün gelişiminin her bir çekirge üzerine daha önce varsayılandan çok daha fazla bağlı olduğunu varsayıyorlar.
Deneyler ayrıca, aynı yönde çalışan iki sürü olsa bile, hayvanların bazen ortak kurstan saptığını gösterdi. Buna ek olarak, ekip, daha önce varsayıldığı gibi bireylerin yoğunluğunun sürü hareketi için tetikleyici faktör olduğuna dair hiçbir kanıt bulamadı.
Çekirgelerle mücadele için pratik önem
Yeni bulgular çok fazla pratik sonuçlara sahiptir. Sürün oluşumu ve hareketinin temel mekanizmalarının daha iyi anlaşılması, böceklerin davranışını tahmin etmeye ve ot aralıklarıyla mücadele etmek için daha etkili stratejiler geliştirmeye yardımcı olabilir.
Çekirgelerin tüm onda insanın geçimini tehdit ettiği gerçeği göz önüne alındığında, bu araştırmanın önemi göz ardı edilmemelidir. Çekirge vebanın 2019-2020 yılları arasında Afrika Boynuzu üzerindeki yıkıcı etkileri, hasat başarısızlıklarına ve kıtlıklara yol açan, daha iyi tahmin ve kontrol mekanizmalarına acil ihtiyacı göstermektedir.
Çekirgelerin sadece fiziksel bir parçacık olarak değil, kendi karar verme süreçlerine sahip bireysel bilişsel aktörler olarak, yıkımları kontrol etmek için yeni yaklaşımlar olarak hareket ettiklerinin farkına vararak. Sadece büyük ölçekli kontrol önlemlerine güvenmek yerine, gelecekteki stratejiler bireysel karar verme süreçlerini anlamaya ve etkilemeye yönelik olabilir.
İçin uygun:
Gelecekteki Araştırma Yönergeleri ve "Kolektifin Görsel Hesaplama Merkezi"
Çığır açan bulgular sadece bu araştırma alanını daha da ileriye taşımak için yeni bir kolektif davranış anlayışını temsil ediyor. Grup davranışını araştırmak için en modern tesisler arasında olacak olan bu merkez, sanal holografik 3D ortamlarda hayvan sürülerini gözlemlemeye ve hareketlerini analiz etmeyi amaçlamaktadır.
Aynı zamanda, Couzin'in etrafındaki ekip, çeşitli hayvan türleri için mekansal karar vermeyi de araştırıyor. PNA'larda yakın zamanda yayınlanan bir çalışma, hayvanların dünyayı sadece iki seçenek arasındaki ardışık kararlara indirgeyerek çevrelerinin karmaşıklığını nasıl işlediğini göstermektedir. Bu bulgular, temel geometrik prensiplerin hayvanların nasıl ve neden hareket ettiklerini açıklayabileceğini göstermektedir - çekirgenin anlaşılmasına da uygulanabilecek bir yaklaşım.
Kolektif davranışın araştırılmasında yeni bir dönem
Konstanz Üniversitesi ve Max Planck Davranışsal Biyoloji Enstitüsü'ndeki bilim adamlarının araştırması, vahşi yaşamdaki kolektif davranışın anlaşılmasında bir dönüm noktasına işaret ediyor. Köklü “kendi kendine yönelik parçacıkların” teorisini sorgulayarak, kolektif davranışı karmaşık bilişsel süreçlerden kaynaklanan yeni bir perspektif, çekirge ve diğer hayvanları bireysel karar vericiler olarak açarlar.
Yenilikçi sanal gerçeklik teknolojisinin kullanımının başarının anahtarı olduğu kanıtlanmıştır. Araştırmacıların, hayvan kolektiflerinin daha önce geçilemez karmaşıklığını deşifre etmelerini ve sürülerin organizasyonu hakkında temel bilgiler kazanmalarını sağladı. Bu bulgular sadece kolektif davranış konusundaki teorik anlayışımızda devrim yapmakla kalmaz, aynı zamanda dünya çapında beslenme güvenliğini tehdit eden çekirgelerle mücadele için pratik çözümler sunar.
Kolektif davranış alanındaki araştırması için prestijli Gottfried Wilhelm Leibniz Ödülü'ne sahip olan Iain Couzin çevresindeki ekibin çalışması, biyoloji, bilgisayar bilimi ve fizik arayüzünde disiplinlerarası araştırmanın öneminin altını çiziyor. Modern teknolojilerin doğanın büyüleyici sırlarını deşifre etmemize ve aynı zamanda küresel sorunlara basmak için pratik çözümler geliştirmemize nasıl yardımcı olabileceğini etkileyici bir şekilde gösterir.
İçin uygun:
Küresel pazarlama ve iş geliştirme ortağınız
☑️İş dilimiz İngilizce veya Almancadır
☑️ YENİ: Ulusal dilinizde yazışmalar!
Konrad Wolfenstein
Size ve ekibime kişisel danışman olarak hizmet etmekten mutluluk duyarım.
iletişim formunu doldurarak benimle iletişime geçebilir +49 89 89 674 804 (Münih) numaralı telefondan beni arayabilirsiniz . E-posta adresim: wolfenstein ∂ xpert.digital
Ortak projemizi sabırsızlıkla bekliyorum.
