Ten tekst nie jest o politykach, ale o innych, o wiele sympatyczniejszych zwierzątkach. A dokladniej dotyczy on poruszania się zwierząt w grupach. Co ciekawe zasady poruszania się zwierząt w stadach przyjmują często formy wysoce zorganizowane. Kto kiedyś widział duże stado szpaków na niebie ten długo pozostanie pod wrażeniem niesamowitej, wprost matematycznej, doskonałości zmiany formy takiego stada.
Nic dziwnego więc, że również naukowcy nie oparli się fascynacji tym zjawiskiem i od dawna zajmują się próbami wytłumaczenia mechanizmów, które są odpowiedzialne za doskonałość tego sposobu poruszania się w stadzie.
Badania te, opierając się na symulacjach komputerowych, doprowadziły do sformułowania odpowiednich zasad.
Zgodnie z tym poruszanie stada oparte jest na trzech prostych zasadach
1. poruszaj się w kierunku centrum grupy która widzisz.
2. trzymaj dystans od tego który się do siebie zbliża
3. poruszaj się w tym samym kierunku co inni w twoim sąsiedztwie.
Zasady te są wystarczające aby uzyskać w symulacjach komputerowych podobne wyniki jak obserwowana w naturze.
http://en.wikipedia.org/wiki/Swarm_behaviour
Samo jednak naśladownictwo jakiegoś zjawiska nie koniecznie oznacza, że te dwie rzeczy maja ze sobą bezpośredni związek, szczególnie że symulacja podobieństwa formy nie oznacza w żadnym wypadku zrozumienia przyczyn takiego zachowania zwierząt.
To zrozumienie przyczyn jest podstawowym problemem który musimy rozwiązać aby pojąć jego sens. I takiego małego kroku w tym kierunku dokonała grupa naukowców z USA, Włoch i Argentyny analizując poruszanie się pojedynczych ptaków w stadzie.
http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3035.html
Na podstawie rekonstrukcji trasy lotu pojedynczych ptaków przy pomocy systemu trzech kamer udało się określić ich przestrzenne położenie co pozwoliło na stwierdzenie faktu, ze decyzja o zmianie kierunku lotu bazuje na pojedynczym impulsie który następnie rozprzestrzenia się w całym stadzie. Oznacza to jednak, że impuls ten nie jest wywołany zewnętrznym wpływem. Ten mianowicie byłby odbierany przez znacznie większą liczbę reagujących egzemplarzy.
Dodatkowa bardzo ważną obserwacją było to, że rozprzestrzeniający się w stadzie impuls nie osłabia się w czasie ani nie ulega zafałszowaniu.
Autorzy publikacji proponują wprowadzenie dodatkowego parametru opisującego zachowanie stada polegającego na bezwładności impulsu. Ogólnie oznacza to, że czym szybsza i gwałtowniejsza reakcja impulsu tym szybsze jego rozprzestrzenianie w stadzie.
Ciekawą obserwacją, która w tej pracy nie znalazła należytego oddźwięku, było stwierdzenie że szybkość i gwałtowność zmian kierunku ruchu stada zależne są od regularności rozłożenia pojedynczych indywiduów w stadzie. A ta obserwacja jest właśnie kluczem do zrozumienia sensu tworzenia stad przez zwierzęta.
Zanim do tego przejdziemy zatrzymajmy się przez chwile nad zagadnieniem samoorganizacji systemów w naturze. Jak widzimy na przykładzie stad zwierząt dążenie do samoorganizacji w świecie ożywionym jest powszechne, ale interesujące jest pytanie czy to samo dotyczy również świata nieożywionego oraz jak mają się te dwie tendencje do siebie.
W tym celu proponuję zapoznać się z kolejnym ciekawym artykułem, w którym grupa naukowców zajęła się obserwacją samoorganizacji pojawiającej się w zbiorowisku miniaturowych wirujących plastikowych kuleczek.
http://www.nature.com/nature/journal/v503/n7474/full/nature12673.htm
Naukowcy kierowani przez Antoine'a Bricard'a z uniwersytetu Pierre et Marie Curie wykorzystali w tym celu ciecz zawierającą miliony plastikowych kuleczek którą poddali działaniu pola elektrycznego. Na skutek działania tego stałego w czasie pola na kuleczki izolatora następuje ich reorientacja w cieczy oraz pojawia się zjawisko nierównomiernego rozkładu ładunku na ich powierzchni co prowadzi do zapoczątkowania ich rotacji. Zjawisko to nosi nazwę Efektu Quincke'a.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Georg_Hermann_Quincke
Co do uzasadnienia wytłumaczenia tego efektu to nie będę się nad tym dłużej zatrzymywać, dla nas ważne jest mianowicie to, że otrzymujemy w efekcie suspensję z rotującymi w niej milionami kuleczek poruszających się do tego w tej cieczy absolutnie chaotycznie.
Francuskim naukowcom udało się jednak przez odpowiednie zmiany własności cieczy nośnej oraz wprowadzenia drobnych zawirowań w tej cieczy, doprowadzić do tego, że kuleczki te zaczęły koordynować swoje ruchy i po pewnym czasie pojawiało się zjawisko kolektywnej synchronizacji ruchu tych cząstek
Obserwowane zjawisko przypomina w sposób frapujący sposób poruszania się np. stada ptaków.
Ma to dla naszych rozważań nieocenioną wprost wartość bo pozwala nam przypuszczać, że teza o dominującej roli komunikacji pomiędzy członkami stada, w trakcie zmiany jego kierunku poruszania się, może być fałszywą i że za zmianami tego kierunku mogą ukrywać się zmiany parametrów fizycznych wymuszające na poszczególnych członkach stada zmiany kierunku lotu.
Tylko bowiem tego typu zjawisko pozwala na realne wytłumaczenie nagłości i precyzyjności tych zmian kierunku ruchu w stadzie ptaków bez konieczności wymiany informacji miedzy jego członkami.
W następnej pogadance zajmiemy się wyjaśnieniem realnych procesów stojących za tym zjawiskiem oraz ich wpływem na obserwowane w przyrodzie zjawisko synchronizacji ruchu w stadach zwierząt.
