Лыжникам и сноубордистам следует быть осторожными, когда они катаются среди овец: согласно математической модели, отары обладают свойствами лавин.
Физик Франческо Джинелли исследует сложные системы в Абердинском университете (Великобритания), он уже изучал стаи птиц и рыб, теперь же решил выяснить, чем отличаются движения овец и другого травоядного скота, чья единственная цель в жизни – есть и не быть самим при этом съеденными.
Вместе с французскими коллегами Джинелли загнал сотню овец мериносов в экспериментальный квадратный загон на ферме на юге Франции, где они паслись 3,5 часа, пока камера их снимала, делая одну фотографию в секунду. Затем исследователи оцифровали снимки, отмечая позицию каждой овцы в тот или иной момент времени, и увидели, что совокупные движения их похожи на лавину.
Большую часть времени стадо медленно распределяется по территории, походя пощипывая травку. Внезапно какая-нибудь овца на периферии стада замечает, что слишком оторвалась от остальных, и тут же стремглав бежит в центр стада, где более безопасно. Причем происходит это без всякой причины – ни хищника поблизости нет, ни тревожного блеяния никто не издавал. За первой подорвавшейся овцой сразу устремляются другие, создавая лавину. Затем животные останавливаются, опять же без всякого сигнала, и продолжают пастись, только теперь в более плотной конфигурации. (Видео можно посмотреть здесь, ниже другое.)
Ученые попробовали построить компьютерную модель, имитирующую поведение отары в реальной жизни. Это удалось сделать, задав цифровым овцам несколько правил.
Первое правило: просто пасись. Можно медленно шагать или стоять, щипля травку. По возможности старайся держаться рядом с соседями.
Второе правило: беги, если видишь, что сосед бежит. Переключение в этот режим происходит случайным образом, отчасти на это влияет близость соседей и то, чем они занимаются.
Такая модель работает довольно сносно, отмечает Джинелли. Цифровые овцы создают такие же лавины, как настоящие, шерстяные.
Вопрос о том, как ведут себя животные в группах и как эволюционирует кооперативное поведение, имеет важное значение для науки. Скворцы устраивают завораживающие мурмурации, северные олени «каруселят» в саамских стойбищах, а гигантские медоносные пчелы «мерцают» во время мексиканских волн. Теперь ученые знают, что овцы образуют лавины, и это знание может помочь им в исследовании закономерностей стихийного поведения скотины и других животных. Уже скоро нас ждут буря буренок, ламовые потоки, зубротрясение, зайцунами, поползень-оползень и – чем черт не шутит – акулий торнадо!
Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: PNAS (Ginelli et al., 2015)