Yayınlanma tarihi: 11 Mart 2025 / Güncelleme tarihi: 11 Mart 2025 – Yazar: Konrad Wolfenstein
Sürü zekası ve sanal gerçeklikle sürü araştırmaları: Alman bilim insanları çekirge sürülerini inceliyor – Görsel: Xpert.Digital
Sanal gerçeklik araştırması, çekirge sürülerinde yeni yapılar ortaya çıkardı.
Çekirge araştırmalarında çığır açan gelişme: Uzun süredir geçerli olan teoriler çürütüldü.
Çöl çekirgesi, İncil zamanlarından beri korkunç bir üne sahip olmuştur. 50 milyona kadar bireyden oluşan sürüler halinde hareket eden bu böcek türü, tüm bölgeleri yiyip bitirerek gıda güvenliğini tehlikeye atabilir. Şimdi, Konstanz Üniversitesi ve Max Planck Hayvan Davranışları Enstitüsü'nden araştırmacılar, bu sürülerin organizasyonuna dair çığır açan bilgiler elde ederek, uzun süredir geçerli olan teorileri alt üst ettiler. Yenilikçi sanal gerçeklik teknolojisini kullanan bilim insanları, çekirge sürülerinin kendilerini daha önce varsayılandan temel olarak farklı şekilde organize ettiklerini gösterdiler. Prestijli "Science" dergisinde yayınlanan bu çalışma, mevcut açıklayıcı modelleri alt üst ediyor ve çekirge salgınlarının daha iyi tahmin edilmesine ve kontrol edilmesine katkıda bulunabilecek önemli bilgiler sağlıyor.
İçin uygun:
Çekirge sürüleri fenomeni ve küresel önemi
Çöl çekirgeleri (Schistocerca gregaria), hayvanlar aleminde kolektif davranışın en etkileyici örneklerinden biridir. Uçamayan genç böcekler, yani nimfler, başlangıçta izole bireyler olarak yaşarlar. Ancak belirli koşullar altında, devasa sürüler halinde toplanırlar ve amaçsızca değil, sanki merkezi olarak kontrol ediliyormuş gibi koordineli bir hareketle göç etmeye başlarlar. Bu büyük böcek sürüleri 50 milyona kadar birey içerebilir ve bu da onları gezegenimizdeki en büyük hayvan topluluklarından biri yapar.
Bu tür çekirge sürülerinin etkileri yıkıcıdır. Araştırmacılar, bu sürülerin dünya genelinde yaklaşık on kişiden birinin geçimini tehdit ettiğini tahmin ediyor. Bunun somut bir örneği, 2019 ve 2020 yılları arasında Afrika Boynuzu'nda yaşanan ve tarımsal üretimi mahveden ve kıtlığa yol açan büyük çekirge salgınıdır. Bu nedenle, bu tür sürülerin oluşumuna ve hareketine yol açan mekanizmalar üzerine yapılan bilimsel araştırmalar sadece teorik bir ilgi alanı değil, aynı zamanda küresel gıda güvenliği için de önemli pratik bir öneme sahiptir.
Önceki teori: Çekirgeler "kendiliğinden hareket eden parçacıklar" olarak tanımlanıyordu.
On yıllardır, çekirge sürülerinin kolektif davranışı, teorik fizikten bir kavram kullanılarak açıklanmıştır. Bu modelde, böcekler, konumlarını ve hareket yönlerini en yakın komşularıyla hizalayan "kendiliğinden hareket eden parçacıklar" olarak kabul edilir. Bu teori, bireylerin yalnızca en yakın komşularıyla hizalanmasının, tüm sürü boyunca tutarlı bir hareket oluşturmak için yeterli olduğunu varsayar.
Bu önceki açıklamanın bir diğer önemli unsuru, hayvan yoğunluğunun düzensizden düzenliye doğru sürü hareketine geçişte çok önemli bir faktör olduğu varsayımıydı. Bu hipoteze göre, koordineli harekete geçiş, yeterli sayıda hayvanın sınırlı bir alanda toplanmasıyla başlar. Bu teori o kadar ikna edici görünüyordu ki, on yıllarca hayvanlar alemindeki toplu hareketleri açıklamak için standart model olarak kullanıldı.
İlginç bir şekilde, mevcut çalışmada da yer alan Iain Couzin liderliğindeki önceki araştırmalar, çekirgelerin sürü halinde hareket etme davranışına dair şaşırtıcı başka bulgular ortaya koymuştu. Ekibi, yamyamlığın göç hareketlerinde itici bir faktör olabileceğini keşfetti; çekirgeler arkadan yenmekten kaçınmak için öne doğru hareket ediyorlardı. Bu bulgu, sadece fiziksel tepkilerden daha karmaşık davranışların söz konusu olabileceğini zaten gösteriyordu.
Yenilikçi araştırma yaklaşımı: Sanal gerçeklik, sürülerin sırlarını ortaya çıkarıyor.
Konstanz Üniversitesi'ndeki "Toplu Davranış" Mükemmeliyet Kümesi ve Max Planck Hayvan Davranışları Enstitüsü'nden Iain Couzin liderliğindeki araştırma ekibi, çekirge sürüleri içindeki karmaşık etkileşimleri daha iyi anlamak için devrim niteliğinde bir yaklaşım kullandı: sanal gerçeklik (VR). Couzin, "Hareketli hayvan gruplarındaki etkileşim mekanizmalarını ayırt etmek oldukça zordur," diye açıklıyor. "Bireyler birbirlerini etkiler ve aynı zamanda diğerlerinin davranışlarından etkilenirler; bu karmaşık bir etkileşimdir."
Bu sorunu çözmek için araştırmacılar gelişmiş bir sanal gerçeklik (VR) sistemi geliştirdiler. Canlı çekirgeler, koşu bandına benzer şekilde hareket eden bir topun üzerine yerleştirilerek serbestçe hareket etmelerine olanak sağlandı. Bilim insanları, çekirgelerin etrafına 64'e kadar fotogerçekçi sanal çekirge yansıtarak, gerçek böceklerin doğal bir sürü içinde olduklarına inanmalarını sağladılar. Bu yenilikçi yöntem, araştırmacıların canlı çekirgeye sunulan bilgileri (çevresinde kaç hayvan olduğu ve hangi yöne doğru hareket ettikleri) hassas bir şekilde kontrol etmelerini sağladı.
Özellikle dikkat çekici bir deneyde, araştırmacılar gerçek çekirgeleri iki sanal, üç boyutlu sürü arasına yerleştirdiler. Bu deneysel düzenek, hayvanların daha önce varsayıldığı gibi, en yakın komşularının davranışlarına gerçekten tepki verip vermeyeceklerini ve onlarla birlikte birleşik bir sürü halinde hareket edip etmeyeceklerini özel olarak test etmelerini sağladı.
Şaşırtıcı sonuçlar: Sürü araştırmalarında bir paradigma değişimi
Deneylerin sonuçları şaşırtıcıydı ve mevcut teoriyi temelden sorguladı. Araştırmacıların beklentilerinin aksine, gerçek çekirgeler büyük ve homojen bir sürü halinde aynı yönde hareket etmedi. Bunun yerine, sanal sürülerden birine doğru yöneldiler ve doğrudan ona doğru ilerlediler.
Bu gözlem, bilim insanlarına, çekirgelerin hareketle ilgili duyusal izlenimleri takip etmelerine neden olan doğuştan gelen bir refleks olan "optomotor tepki"nin, koordineli toplu hareketin nedeni olmadığını gösterdi. Aslında, araştırmacılar çekirgelerin konumlarını ve hareket yönlerini komşularına göre ayarladıklarına dair hiçbir kanıt bulamadılar.
Iain Couzin, “Bireysel hayvanlar parçacık değildir,” diye açıklıyor. “Çekirgeleri, çevrelerini gözlemleyen ve buna dayanarak nereye gideceklerine karar veren bilişsel, eyleme geçen özneler olarak ele almalıyız.” Araştırmacılar artık bir sürünün oluşumunun, daha önce düşünüldüğünden çok daha fazla her bir çekirgeye bağlı olduğunu varsayıyor.
Deneyler ayrıca, hayvanların bazen, yanlarında aynı yönde hareket eden iki sürü olsa bile, ortak rotadan saptıklarını gösterdi. Dahası, ekip daha önce varsayıldığı gibi bireylerin yoğunluğunun sürü hareketini tetikleyen faktör olduğuna dair hiçbir kanıt bulamadı.
Çekirge istilalarıyla mücadele için pratik çıkarımlar
Yeni bulguların geniş kapsamlı pratik etkileri var. Sürüleşme ve hareketin temel mekanizmalarının daha iyi anlaşılması, böcek davranışlarını tahmin etmeye ve çekirge istilalarıyla mücadele için daha etkili stratejiler geliştirmeye yardımcı olabilir.
Çekirge sürülerinin her on kişiden birinin geçimini tehdit ettiği göz önüne alındığında, bu araştırmanın önemi abartılamaz. 2019 ve 2020 yılları arasında Afrika Boynuzu'nda yaşanan ve mahsul kıtlığına ve açlıklara yol açan çekirge salgınının yıkıcı etkisi, daha iyi tahmin ve kontrol mekanizmalarına duyulan acil ihtiyacın altını çizmektedir.
Çekirgelerin sadece fiziksel parçacıklar gibi değil, kendi karar alma süreçlerine sahip bireysel bilişsel ajanlar gibi davrandıklarının farkına varılması, sürü kontrolüne yönelik yeni yaklaşımların önünü açmaktadır. Gelecekteki stratejiler, yalnızca büyük ölçekli kontrol önlemlerine güvenmek yerine, bireysel karar alma süreçlerini anlamaya ve etkilemeye daha fazla odaklanabilir.
İçin uygun:
Gelecekteki araştırma yönleri ve "Toplulukların Görsel Hesaplaması Merkezi"
Bu çığır açan bulgular, kolektif davranışa dair yeni bir anlayışın sadece başlangıcını temsil ediyor. Bu araştırma alanını daha da geliştirmek için Iain Couzin, Konstanz'da "Kolektiflerin Görsel Hesaplama Merkezi"ni kurdu. Grup davranışını araştırmak için en modern tesisler arasında yer alacak olan bu merkez, hayvan sürülerinin sanal holografik 3D ortamlarda gözlemlenmesini ve hareketlerinin analiz edilmesini sağlayacak.
Couzin'in ekibi, paralel olarak çeşitli hayvan türlerinde mekansal karar verme süreçlerini de araştırıyor. PNAS'ta yayınlanan yakın tarihli bir çalışma, hayvanların dünyayı sadece iki seçenek arasında ardışık kararlara indirgeyerek çevrelerinin karmaşıklığını nasıl işlediklerini gösteriyor. Bu bulgular, temel geometrik prensiplerin hayvanların nasıl ve neden bu şekilde hareket ettiklerini açıklayabileceğini öne sürüyor; bu yaklaşım, çekirge sürülerinin anlaşılmasına da uygulanabilir.
Toplumsal davranış araştırmalarında yeni bir dönem
Konstanz Üniversitesi ve Max Planck Hayvan Davranışları Enstitüsü'nden bilim insanlarının yaptığı araştırma, hayvanlar alemindeki kolektif davranış anlayışında bir dönüm noktası oluşturuyor. Uzun zamandır kabul görmüş "kendiliğinden hareket eden parçacıklar" teorisine meydan okuyarak, çekirgeleri ve diğer hayvanları, kolektif davranışlarının karmaşık bilişsel süreçlerden kaynaklandığı bireysel karar vericiler olarak gören yeni bir bakış açısı sunuyorlar.
Yenilikçi sanal gerçeklik teknolojisinin kullanımı başarının anahtarı olduğunu kanıtladı. Araştırmacılara, hayvan topluluklarının daha önce aşılmaz olan karmaşıklığını çözme ve sürü organizasyonuna dair temel bilgiler edinme olanağı sağladı. Bu bulgular, yalnızca kolektif davranış hakkındaki teorik anlayışımızda devrim yaratmakla kalmayıp, aynı zamanda dünya çapında gıda güvenliğini tehdit eden çekirge salgınlarıyla mücadele için pratik çözümler de sunabilir.
Kolektif davranış alanındaki araştırmalarıyla prestijli Gottfried Wilhelm Leibniz Ödülü'ne layık görülen Iain Couzin'in ekibinin çalışmaları, biyoloji, bilgisayar bilimi ve fizik alanlarının kesiştiği noktada disiplinlerarası araştırmanın önemini vurguluyor. Bu çalışma, modern teknolojilerin doğanın büyüleyici sırlarını çözmemize yardımcı olurken aynı zamanda acil küresel sorunlara pratik çözümler geliştirmemize nasıl olanak sağlayabileceğini etkileyici bir şekilde gösteriyor.
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.
