Учены пояснили масовый выход цікад математичным моделом

Позад насновы зглядователїв, кідь личинкы цікад, перебываючі під землёв, почувають отоплїня, они передають сусїдам сіґнал «выйти». І так током дакількых тыжднїв ся вшыткый розплодок вытїгать ізпід землї.

Жывот цікады

Жытёвый цікл періодичных цікад (Magicicada) ся протїгать 12 ці 17 років, залежно од файты. Прожываючі підземну фазу, овады проходять пять стадій розвоя. В тім часї ся они годують із ксилем у корїнях і вдякы тому личать сезонны ціклы стромів, што дозволять ся обставати під землёв потребне чісло років.

Наярь, кідь ся ґрунт нагрївать до 18 ступнїв Целсія, вшыткый розплодок выходить із підземной стадії розвоя. І тото ся стає сінхронно — не буде даякых індівідуумів, котры ся одречуть опущати личинкову стадію. Така зыйграность, як предположыли америцькы біолоґы, помагать овадам уникати стрїч із выжерачами. Єднак ся неясным обставало то, як цікады, розпорошены на великій теріторії, непозераючі на зміны мікроклімату (теплота ґрунту не всягды єднака), сінхронно выходять на світ.

Ушытко ся пояснює математиков

У роботї, опубликованій в журналї Physical Review E, учены з Кембріджской універзіты выяснили, же пояснити таке містеріозне спарованя мож через математичный модел колективного приятя рїшінь.

Злядователї повказовали, же ся пояснює єдночасный взник цікад скорыма комунікаціями личинок під землёв — тото дозволяє колективу приймати рїшіня. Учены ся сперали на уж єствуючій модел Ізінґа, з помочов котрого ся описує маґнетізованя матеріала. Авторы підставили на місце «спінів» (спін є фундементалным моментом імпулса елементарных часток) членів ґрупы цікад. Значіня +1 і -1 поміняли на «выйти» і «обстати ся».

Подля моделуваня, учены найшли, же подобно до маґнетового поля, локална теплота довкола закопаных цікад ся старать вырівнати значіня «спінів». Цікада переходить у значіня «выйти», кідь почувать, же локална теплота досягла +18 ступнїв. Сусїдуючі овады (середнє одстояня міджі ними є 5-10 центіметрів) комунікують і передають значіня «спіна» — так поступно й лавиноподобно вшыткый підземный рій приймать рїшіня током дакількых тыжднїв.

«Кідь наш напад о тім, же комунікація міджі личинками цікад зайграть роль у взнику роя, підтвердить ся, тото стане блискачім прикладом того, як дарвінівска еволуція може дїяти на добро ґрупы, а не лем окремного індівідуума», — підчаркнув єден із авторів зглядованя Раймонд Ґолдштейн.

Тыж учены повказовали, же про комунікованя цікадам не потребны комплікованы способы комунікації — про передачі значіня «выйти» доста звычайных акустичных сіґналів. Жебы перевірити гіпотезу колективного розсужованя, обстало ся провести будучі полёвы зглядованя.

Жерело: How do cicadas emerge together? Thermophysical aspects of their collective decision-making