魚類教育(例如圓鼻tetra)在很大程度上取決於視覺跡象,以導航其環境,與同齡人互動並避免障礙。但是,這些視覺跡象的可用性可能會受到環境條件(例如光強度)的變化的顯著影響。由北京大學國家德拉·瑞奇菲克(National de La Recherche Scienfique Center)和北京大學和圖盧茲大學(University of Toulouse)的蓋伊·塞拉拉茲(Guy Theraulaz)博士最近的一項研究,來自北京師範大學的同事,調查了不同層次的燈光對社交互動和這些魚類集體行為的影響。他們的發現發表在PLOS計算機生物學上,為環境因素如何促進集體動物行為提供了新的知識。

研究小組通過在不同的照明條件下分析圓鼻tetra動作來進行一系列實驗。該研究將經驗數據與計算建模相結合,以重建和了解單個魚與其環境之間的相互作用。

Theraulaz博士說:“我們的實驗表明,光的強度強烈調節魚之間的社交相互作用,影響了它們的集體運動模式。”他解釋說,這種調製是在沒有改變相互作用的基本性質的情況下發生的,而是改變了它們的力量和範圍,從而導致了魚類群體內集體運動的不同模式。

在弱光條件下,魚類表現出更短,更頻繁的運動,也許是在視覺信息受到限制時避免碰撞的策略。隨著光強度的增加,魚的持續時間更長,更直接的路徑,與同齡人和環境的邊界都更加強烈。這種行為轉變強調了視覺信息在組內凝聚和導航空間中的關鍵作用。

在模擬中,研究人員發現,隨著光的強度的增強,魚傾向於靠近靠近水庫壁。在較小的群體中,這種效果更為明顯,導致高度極化的游泳模型,所有魚都沿著相同的方向捆綁並移動。但是,在較大的群體中,魚類表現出不同的模式 – 在儲層中心周圍形成旋轉的“研磨”結構。

Theraulaz博士和他的團隊基於對魚運動的定量分析開發了一種游泳和覆蓋的游泳模型,重點是魚類與社會和物理環境的相互作用如何隨著光的強度而變化。該模型成功地重申了實驗觀察結果,表明了在小組級別的集體行為中,光引起的變化是如何引起的。

Theraulaz博士指出:“在不同的光條件下,我們在四局中觀察到的集體動力學表明,諸如光強度之類的環境因素可以顯著影響社交相互作用。” “我們的工作不僅闡明了學校魚類的特定行為,而且還具有更廣泛的意義,以了解其他動物物種的集體行為。”

這項研究強調了在研究動物的社會互動和集體行為時考慮環境變量的重要性。它還為未來研究其他因素(例如水湍流或溫度)的研究提供了基礎,同樣會影響該群體在魚類教育或其他社會物種中的動態。

https://www.youtube.com/watch?v=v4hhxw4w-9e

日記

Xue,T.,Li,X.,Lin,G.,Escobedo,R.,Han,Z.,Chen,X.,Sire,C。 ,Theraulaz,G。 “社會利益的意外權力為魚類學校的光強度的集體提示。”計算器生物學PLO(2023)。 doi:

圖像參考

G. Theraulaz,CRCA,CBI

David Villa ScienceImage/CBI/CNRS,圖盧茲

關於

Theraulaz男孩 他是國家科學研究中心(CNRS)研究的高級研究員,他在法國圖盧茲的De Recherches Sur La Cognition Animal Center工作。他獲得了博士學位圖盧茲的Paul Sabatier University的Aix-Marseille大學和Habilitation學位。他是集體動物行為研究的專家,也是Swarm智力領域的先鋒研究員。他是一百多個出版物和五本書的作者,包括群體智能:從自然到人造系統(牛津大學出版社,1999年)和生物系統中的自組織(普林斯頓大學出版社,2001年)被視為參考教科書。 1996年,他被授予CNRS銅牌。

姐妹 他是國家科學研究中心(CNR)的研究高級助理,他在法國圖盧茲的Laboratoire de Gysique de Gysique theorique工作。他畢業於正常的Supérieure(ENS),並獲得了博士學位。在Pierre et Marie Curie和Ens大學的理論物理學中擴展。他是社會物理學和統計物理學的專家,而不是平衡。自2012年以來,他一直是美國物理社會的傑出法官,並於1994年獲得CNRS銅牌。

Xu li和聽起來很XUE 他們是北京師範大學系統學院的系統學院的博士生,他們還曾在法國圖盧茲的Repherches Sur La Cognition Animal工作了18個月。他們的研究興趣包括集體運動,階段過渡和關鍵現象,機器學習和動盪。他們發表了幾部作品,包括PLOS計算器生物學,機械學習:科學技術,中國物理學B,物理審查研究,歐洲物理學來信。

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