Dzīvnieku kolektīvā uzvedība — definīcija, piemēri un nozīme
Dzīvnieku kolektīvā uzvedība — definīcija, spilgti piemēri un nozīme ekoloģijā; uzzini, kā grupu komunikācija, lēmumi un adaptācija nodrošina izdzīvošanu.
Dzīvnieku kolektīvā uzvedība apraksta un analizē dzīvnieku grupu uzvedību. Šajās grupās bieži vien visi dzīvnieki ir vienas sugas pārstāvji, bet sastopamas arī jauktas grupas. Piemēram, zivju pulkā būs pārsvarā vienas un tās pašas sugas zivis, bet putnu pulkā bieži pulcējas vienas sugas putni. Ganāmpulks ir liela kāpuru, zālēdāju zīdītāju grupa. Kolektīvā uzvedība nozīmē, ka grupas uzvedība nav tikai atsevišķu indivīdu uzvedību summa — no dažu vienkāršu noteikumu izpildes var rasties sarežģītas, koordinētas parādības, ko sauc par emergentu uzvedību.
Galvenie mehānismi
Kolektīvā uzvedība bieži balstās uz dažādiem vienkāršiem starpindividuāliem noteikumiem, kas kopā rada koordināciju:
- Pievilkšana (attraction) — tieksme būt tuvāk grupai.
- Atstumšana (repulsion) — izvairīšanās, lai nepieļautu pārāk tuvu pieglaudību vai sadursmes.
- Sakopojums (alignment) — orientēšanās un kustības saskaņošana ar tuvākajiem kaimiņiem.
Šie principi darbojas dažādos veidos atkarībā no sugas, vidi un konteksta (piem., migrācija, barošanās, vai aizsardzība pret plēsējiem).
Piemēri dabā
- Zivju bari (schools) — ātra, sinhrona pagrieziena spēja, kas samazina individuālā plēsēja iespējas izķert upuri.
- Putnu pulki (flocks) — piemēram, zvirbuļu vai žagatu masas, kas lido kā vienots kopums, lai ietaupītu enerģiju un izvairītos no plēsējiem.
- Vaboles, bite un skudras — kukaiņi demonstrē kolektīvu lēmumu pieņemšanu (piem., skudru takas, bišu dejā sniegtā informācija par nektāra avotiem).
- Ganāmpulki un zīmoga bars — zālēdāji izmanto lielu grupu drošību, savukārt jūras zīdītāji pulcējas gan barošanās, gan migrācijas laikā.
Ieguvumi un trūkumi
Dzīvnieku kolektīvā uzvedība sniedz vairākus priekšrocību, bet tai ir arī izmaksas:
- Ieguvumi: samazināts plēsēju risks (dilūzijas efekts), uzlabota barošanās efektivitāte, enerģijas taupīšana (piem., aerodinamiskā vai hidrodinamiskā peldošā grupu priekšrocība), ātrāka informācijas izplatīšanās par pārtiku vai draudiem.
- Trūkumi: ātrāka slimību un parazītu izplatīšanās, palielināta konkurence par resursiem, nepieciešamība pielāgoties melu signāliem vai viltus rādītājiem, riskants pārāk liels atkarīgums no grupas lēmumiem.
Komunikācija un lēmumu pieņemšana
Kolektīvos lēmumus dzīvnieki pieņem, izmantojot dažādus signālus:
- vizuāli signāli (kustības, pozas),
- ķīmiskie signāli (feromoni),
- akustiskie signāli (saukšana, brīdinājumi),
- mekāniskie signāli (vibrācijas).
Dažādās sugās darbojas atšķirīgi procesi: mājas strazdi var sekot dažiem līderiem, bet skudras vai bišu kopienas izmanto kvoruma un balsošanas mehānismus, lai izlemtu par jaunas dzīvotnes izvēli. Šie lēmumi bieži ir distribuēti — bez centrālā vadītāja — un balstās uz vietējo informāciju un vienkāršām mijiedarbībām.
Modelēšana un pētīšanas metodes
Dzīvnieku kolektīvās uzvedības izpratnē plaši izmanto:
- agentu bāzētus modeļus (piem., Boids modelis),
- fizikas iedvesmotus modeļus (Vicsek modelis),
- statistisko analīzi no GPS, video un telemetrijas datiem,
- eksperimentus lauka un laboratorijas apstākļos, kur maina indivīdu skaitu, redzamību vai signālu pieejamību.
Cilvēkam nozīmīgā joma
Izpratne par kolektīvo uzvedību ietekmē vairākas cilvēku darbības:
- robotikas un grupveida dronu koordinācija (inspirācija no dabas principiem),
- pūļu vadība publiskās vietās un evakuācijas plānošana,
- ekoloģiskā pārvaldība un sugu aizsardzība (saprotot migrācijas maršrutus un sociālās struktūras),
- lauksaimniecība un akvakultūra — plānošana, lai samazinātu slimību riskus un optimizētu barību.
Nobeigums
Dzīvnieku kolektīvā uzvedība ir daudzveidīga un bieži vien pārsteidzoši efektīva — no vienkāršiem lokāliem noteikumiem rodas sarežģīta un koordinēta rīcība. Pētījumi šajā laukā sniedz gan fundamentālas atziņas par bioloģiskajiem procesiem, gan praktiskas idejas tehnoloģiju un vides pārvaldības jomām.
Strazdu pulks saulrieta laikā Dānijā
Zelta joslas fuzilieru sēklis
Termina darbības joma
Šai kategorijai principā pieskaitāmi pastāvīgie koloniju dzīvnieki, bet praksē šeit interesē tās sugas, kas veido īslaicīgas grupas. Koloniālie dzīvnieki tiek pētīti jau daudzus gadus, un to pamatā parasti ir kāda veida radnieciskas attiecības. Pagaidu kolektīvā uzvedība ir labi zināma parādība, bet līdz šim maz pētīta.
Dažādas funkcijas
Ir ierosinātas šādas dažādas funkcijas:
1. Aizsardzība no plēsējiem.
1.1 Zivju bars ir labāk pasargāts no plēsējiem nekā viena zivs: sk. Viena no metodēm, ar kuru zivju baru vai putnu pulki var kavēt plēsējus, ir "plēsēju sajaukšanas efekts". Šī teorija balstās uz ideju, ka plēsējiem kļūst grūti atšķirt indivīdus no grupas, jo kustīgie mērķi rada plēsēja vizuālā kanāla sensorās pārslodzes efektu.
1.2 Otra iespējamā dzīvnieku pulcēšanās ietekme pret plēsējiem ir "daudzu acu" hipotēze. Palielinoties grupas lielumam, vides skenēšanas uzdevums, meklējot plēsējus, tiek sadalīts starp daudziem indivīdiem. Tas nodrošina augstāku modrības līmeni un dod vairāk laika individuālai barošanai.
1.3 Trešā iespēja ir "sastapšanās atšķaidīšanas" efekts. Hamiltons ierosināja, ka dzīvnieku grupēšanās ir saistīta ar "savtīgu" izvairīšanos no plēsēja un ir sava veida slēptuvju meklēšana. Cits teorijas formulējums bija izvairīšanās un atšķaidīšanas apvienojums. Tika izteikts pieņēmums, ka potenciālais upuris varētu gūt labumu, dzīvojot kopā, jo ir mazāka iespēja, ka plēsējs nejauši sastaps vienu grupu nekā izkliedētu grupu. Attiecībā uz uzbrukumu tika uzskatīts, ka ir mazāka varbūtība, ka plēsējs apēdīs konkrētu dzīvnieku, ja tajā ir lielāks skaits īpatņu. Kopumā indivīdam ir priekšrocība, ja tas atrodas lielākā no divām grupām (pieņemot, ka atklāšanas un uzbrukuma varbūtība nepalielinās nesamērīgi ar grupas lielumu).
2. Labāka barošanās: Zivju bars vai dzīvnieku grupa labāk meklē barību.
3. Vieglāka pārvietošanās: Dzīvnieku grupas, kas pārvietojas kopā (piemēram, zivis vai putni), ietaupa enerģiju. Daudzi lielāki putni lido baros. Lidojot baros, samazinās nepieciešamās enerģijas patēriņš. Daudzi lieli putni lido V formā, kas palīdz indivīdiem ietaupīt 12-20 % enerģijas, kas būtu nepieciešama, lidojot vienatnē. Pētījumos ar radaru konstatēts, ka sarkanās dzilgas Calidris canutus un dumpji Calidris alpina baros lido par 5 km stundā ātrāk nekā lidojot vieni.
4. Sociālā mijiedarbība: To var novērot pie zivīm, piemēram, siļķēm. Ja dzīvnieks tiek atdalīts no grupas, tas izjūt stresu.
5. Īpaši faktori ir saistīti ar gājputniem vai putniem, kas pulcējas lielos baros, piemēram, strazdiem. Putnu uzvedībā ir lielāka mācīšanās komponente nekā zivju uzvedībā. Papildus iepriekš uzskaitītajiem faktoriem pastāv iespēja, ka migrējošo putnu saimes labi māca pirmgadīgos putnus, kā veiksmīgi veikt migrāciju. Konkrēti maršruti var būt ģenētiski ieprogrammēti vai apgūti dažādās pakāpēs. Maršruti, ko putni izvēlas tiešajā un atpakaļceļojošajā migrācijā, bieži vien atšķiras.
Tuksneša skrejvabole, Schistocerca gregaria: tēviņš (augšā) un mātīte (apakšā) pārojas
Roji
Parasti kukaiņus, kas ne vienmēr ir noteiktā kolonijā, bet pārvietojas lielā skaitā, apzīmē ar terminu "rojs". Ir daudz labu piemēru. Piemēram, armijas skudras. Vislabāk izpētīts ir skrejvabole.
Sēņabrāļu rosīšanās
Krupji ir Acrididae dzimtas īsspārnu krupju dzimtas gājputnu rujas fāze. Tās ir sugas, kas piemērotos apstākļos var strauji vairoties. Tad tās apvienojas lielās grupās un kļūst migrējošas. Kā nimfas tās veido bandas, bet kā pieaugušie īpatņi - barus, kas var veikt lielus attālumus, strauji izpostot laukus un nodarot ievērojamus postījumus kultūraugiem.
Taksonomiski nav atšķirības starp sikspārņu un zirnekļu sugām, un angļu valodā termins "locust" tiek lietots attiecībā uz zirnekļu sugām, kas mainās morfoloģiski un uzvedības ziņā, veidojot sastrēgumus vai barus. Šīs izmaiņas jeb fāžu polimorfisms sākotnēji tika uzskatīts par atsevišķu sugu.
Oksfordas Universitātē veiktie pētījumi liecina, ka rāšanās ir reakcija uz pārapdzīvotību. Pastiprināta taustes stimulācija ar pakaļkājām izraisa serotonīna līmeņa paaugstināšanos. Tas izraisa to, ka krupji maina krāsu, daudz vairāk ēd un daudz vieglāk vairojas. Sēnes pārtapšanu par rājošo šķirni izraisa vairāki kontakti minūtē četru stundu laikā. Tiek lēsts, ka lielākie roji ir pārklājuši simtiem kvadrātkilometru lielu platību un sastāv no daudziem miljardiem siseņu. Sēņu sērgas parādās gan Bībelē, gan Korānā, tostarp viena no Bībelē aprakstītajām Ēģiptes sērgām, kad sērgas izēdināja visu Ēģiptes ražu.
Lielu grupu modelēšana
Bieži vien tiek uzskatīts, ka dzīvnieki ganāmpulkā ievēro vienkāršus noteikumus, piemēram.
- Pārvietojieties tajā pašā virzienā, kurā atrodas jūsu kaimiņš
- Palieciet tuvu saviem kaimiņiem
- Nesadursieties ar kaimiņiem
Jaunākie pētījumi liecina, ka dzīvnieks izvēlas tikai piecus līdz septiņus citus dzīvniekus un ar tiem saskaņojas. Šķiet, ka tas nav atkarīgs no attāluma. Vēl viena iespējamā pieeja modelēšanā ir tāda, ka visi dzīvnieki noteiktā attālumā tiek uzskaitīti, lai tos saskaņotu.
Seši attīstības posmi - no tikko izšķīlušās nimfas līdz pilnīgi spārnotam pieaugušajam īpatnim. (Melanoplus sanguinipes)
Mazas sociālās grupas
Primāti ir labs piemērs dzīvniekiem, kas gandrīz vienmēr dzīvo nelielās grupās. Grupu pamatā ir ģimene, ģimeņu grupa vai mātītes, kas "pieder" dominējošam tēviņam kopā ar pēcnācējiem.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir kolektīva dzīvnieku uzvedība?
A: Kolektīvā dzīvnieku uzvedība ir pētījums par dzīvnieku grupu, parasti vienas sugas dzīvnieku, uzvedību un to, kā tie mijiedarbojas un darbojas kopā.
J: Vai varat minēt piemēru par dzīvnieku kolektīvo uzvedību?
Jā, zivju bars vai putnu bars ir dzīvnieku kolektīvās uzvedības piemēri.
J: Kāpēc dzīvnieki mēdz uzvesties grupās?
A: Dzīvnieki grupās darbojas tāpēc, ka tas tiem sniedz priekšrocības, piemēram, lielāku drošību vai piekļuvi resursiem.
Vai dzīvnieku grupas uzvedas citādi nekā atsevišķi dzīvnieki?
Jā, dzīvnieku grupas uzvedas citādi nekā atsevišķi dzīvnieki, jo tie strādā kopā un sazinās savā starpā, lai sasniegtu kopīgu mērķi.
J: Ko cenšas noskaidrot, pētot dzīvnieku kolektīvo uzvedību?
A: Dzīvnieku kolektīvās uzvedības pētījuma mērķis ir noskaidrot, kādus noteikumus ievēro katrs dzīvnieks, kā tas sazinās ar citiem grupas locekļiem un kā grupā tiek pieņemti lēmumi.
J: Kas ir ganāmpulks?
A: Ganāmpulks ir liela kāpuru, zālēdāju zīdītāju grupa.
J: Vai grupā dzīvnieki parasti ir vienas sugas?
A: Jā, dzīvnieki grupā parasti ir vienas sugas.
Meklēt