Главная / Новости / Новости зоологии: коллективный разум стаи, секреты пингвинов и зоораспознаватели

Новости зоологии: коллективный разум стаи, секреты пингвинов и зоораспознаватели

Новости зоологии: коллективный разум стаи, секреты пингвинов и зоораспознаватели

Коллективный разум зависит от численности стаи, показали исследователи из Принстонского университета (США). Микрокамеры помогли экологам раскрыть охотничьи секреты пингвинов. Почему у сов не кружится голова. Биологи «научили» камеры смартфонов определять вид животного по фото.

Коллективный разум зависит от численности стаи

Когда мы говорим о коллективном разуме, то обычно имеем в виду, что коллегиальное решение оказывается более адекватным задаче, нежели принятое одним человеком. Это можно наблюдать не только у нас, но и у многих социальных животных. Объединение в стаи, стада, косяки помогает избегать опасности, быстрее искать пищу или брачного партнёра. То есть предполагается, что есть такие проблемы, для решения которых индивидуальных опыта и знаний недостаточно.

Исследователи из Принстонского университета (США) показали, что коллективный разум у животных зависит, как и у человека, от социальных связей. Кроме того, животным нужна определённая численности группы: ниже неё коллективный разум начинает давать осечку. Опыты ставились на стайных рыбах: в аквариум запускали 256 особей и организовывали освещение так, чтобы в воде имелись тёмные и светлые участки, которые случайно двигались. Кроме того, была создана большая зона, освещённая по краям и тёмная в центре, которая тоже перемещалась по аквариуму. Рыбы, как и ожидалось, сбивались в стаи и старались оказаться в большой тёмной зоне. При этом, хотя одиночки тоже старались заплыть в затенённые участки, в группе им удавалось найти тень гораздо быстрее. То есть в косяке перемещения рыб становились более целенаправленными, если не сказать «разумными».

Коллективный разум помогает животным в самых разных делах, от миграции до поиска пищи. (Фото Winfried Wisniewski.)
Коллективный разум помогает животным в самых разных делах, от миграции до поиска пищи. (Фото Winfried Wisniewski.)

В статье, опубликованной в Science, биологи пишут, что отдельные особи не слишком стремились вернуться на затенённую территорию, хотя и плавали с той же скоростью, с которой двигались освещённые и затенённые участки. При этом группы рыб не только сразу заплывали в тень, но ещё и двигались вместе с ней. Иными словами, коллективный разум ускорял реакцию, помогал быстрее адаптироваться к изменениям среды. И чем больше был коллектив, тем быстрее он приспосабливался.

Исследователи обращают особое внимание на некоторые экологические следствия из полученных результатов. Для того чтобы поставить вид под угрозу, говорят они, вовсе не обязательно истребить как можно больше особей. Если речь идёт о социальных животных (к примеру, о птицах или морских животных, которые регулярно мигрируют стаями/стадами), то достаточно уменьшить численность популяции до какого-то значения, чтобы оставшиеся погибли сами собой. Миграция, как известно, зависит именно от коллективного разума, и если он вдруг обеднеет, у оставшихся особей возникнут серьёзные проблемы, а «естественные причины» довершат дело истребления, начатое человеком.

***

Микрокамеры помогли экологам раскрыть охотничьи секреты пингвинов

Оказалось, что пингвины используют различные стратегии поимки рыбы и ракообразных. Как правило, они ловили рыбу только в приповерхностных слоях воды, не рискуя опускаться на большую глубину. С другой стороны, птицы ловили криль и на малой, и на большой глубине.

Пингвины Адели. Фото: Алексей Толстиков
Пингвины Адели. Фото: Алексей Толстиков

Японские экологи прикрепили миниатюрные камеры к головам нескольких пингвинов Адели, что позволило им выяснить охотничьи секреты птиц и подсчитать, сколько рыб и криля они в среднем ловят за одно погружение, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Пищевые привычки многих птиц, млекопитающих и других крупных позвоночных животных остаются научной загадкой. Причиной этого служит среда их обитания — представителей морской фауны крайне сложно находить в толще океанических вод, и еще сложнее следить за их передвижениями и тем, какую пищу они предпочитают употреблять и как они ее добывают.

Юки Ватанабе (Yuuki Watanabe) и его коллега Акинори Такахаси (Akinori Takahashi) из Национального института полярных исследований Японии в Тахикаве восполнила один из таких пробелов, изучив рацион и охотничьи повадки пингвинов Адели (Pygoscelis adeliae) при помощи специально адаптированных микрокамер и акселерометров.

Для наблюдения за поведением птиц авторы статьи собрали несколько 30-граммовых автономных камер, способных функционировать при низких температурах и высоких скоростях движения на протяжении 90 минут. Затем они поймали нескольких птиц на пляже рядом с бухтой Фукуро на территории Земли Королевы Мод (Антарктида) и прикрепили к их головам камеры, а также датчики ускорения.

Во время сбора своих пернатых "помощников" ученые выбирали только тех птиц, у которых уже вылупились птенцы. Как рассчитывали Ватанабе и Такахаси, родители птенцов должны были вернуться к своим отпрыскам после охоты в море, что позволило бы экологам снять камеры и акселерометры и проанализировать собранные данные.

Авантюра исследователей завершилась удачно — 14 из 15 птиц вернулись к родным берегам вместе с прикрепленными к ним научными приборами. Ученые еще раз поймали пингвинов, сняли с них камеры и датчики, и проанализировали содержимое их желудков.

Оказалось, что Pygoscelis adeliae охотятся в основном на два вида жертв — мелкую рыбу Pagothenia borchgrevinki и криль из семейства Euphausia.

Судя по видеозаписям с "бортовой" камеры на голове птиц, пингвины исповедуют две различные стратегии поимки рыбы и ракообразных. Как правило, пингвины ловили рыбу только в приповерхностных слоях воды, не рискуя опускаться на большую глубину. С другой стороны, птицы ловили криль и на малой, и на большой глубине.

Пернатые охотники действовали достаточно расчетливо — они тщательно выбирали жертв, предпочитая нападать на большие стаи рыб и ракообразных, и редко возвращались на поверхность воды без добычи. В некоторых случаях рыба даже не замечала приближения птицы, и не пыталась сбежать от него. Благодаря этому пингвины быстро наполняли свой желудок — в среднем, они ловили около 250 креветок или 30 рыб за полтора часа охоты.

Ватанабе и Такахаси полагают, что их методика может использоваться для наблюдения и за другими видами антарктических птиц или животных, периодически возвращающихся на сушу. Подобные наблюдения помогут понять, как функционируют хрупкие экосистемы за полярным кругом, и что может помешать их нормальной работе при изменении климата, заключают ученые.

***

Почему у сов не кружится голова

Кто не знает о замечательной способности сов поворачивать голову на 270?! Птицам это как будто не доставляет никаких неудобств, головой они вертят легко и непринуждённо. Между тем исследователи долго не могли понять, почему совы при этом не падают с инсультом. Понять недоумение учёных легко: в шее проходят кровеносные сосуды, питающие мозг. Такой крутой поворот должен вызвать как минимум сжатие сонных артерий. У людей, кстати, подобное часто происходит при сильном и резком повороте головы — к примеру в момент автокатастрофы или при неумелой хиропрактике. И это притом, что такой поворот, как у сов, человек не может выполнить в принципе.

В отличие от людей, совам трудно вскружить голову — в буквальном смысле.
В отличие от людей, совам трудно вскружить голову — в буквальном смысле.

Исследователи из Медицинской школы при Университете Джонса Хопкинса (США) решили разгадать совиную загадку, вооружившись новейшими медицинскими методами, вплоть до ангиографии и компьютерной томографии. Опыты ставили на белой сове, пёстрой неясыти и виргинском филине (все птицы погибли естественным образом).

Во-первых, оказалось, что сосуды сов, лежащие в основании головы, в районе нижней челюстной кости, имеют баллонообразное расширение. Такая картина полностью противоположна тому, что можно видеть, например, у человека: у нас сосуды постепенно мельчают и сужаются по мере удаления от сердца. Ответвления от сонной артерии будут меньше в диаметре, чем исходный, «родительский» сосуд. Такие расширения позволяют совам создавать излишки крови, что-то вроде запасов, которые питают голову в случае, если кровоснабжение «снизу» сокращается. Кроме того, сосуды головы образуют обширную сеть, что опять-таки облегчает доставку крови.

Во-вторых, любопытные адаптации обнаружились в шейных позвонках птиц. Через специальные отверстия в этих позвонках проходят важные артерии, питающие мозг. При повороте головы позвонки могли бы передавить и повредить сосуды. Однако у сов отверстия в двенадцати из четырнадцати шейных позвонков необычайно широки — примерно в 10 раз шире, чем диаметр проходящей через них артерии. За счёт такого зазора сосуды сов спокойно переносят смещения позвонков шейного отдела, когда птице вздумается повернуть голову. Кроме того, сами сосуды входят в позвонки выше, чем у других птиц, — на уровне 12-го, а не 14-го позвонка (отсчёт ведётся сверху вниз). То есть в совиной шее сосудам вновь дана почти полная вольница.

В отличие от людей, совам трудно вскружить голову — в буквальном смысле.
Совиные артерии у основания головы имеют баллонообразные расширения, которые ещё и увеличиваются под напором крови. (Рисунок авторов работы.)

Ещё одна адаптация: у сов нашли соединения-анастомозы межу сонными и позвоночными артериями, чего нет, например, у человека. Такие соединения улучшают циркуляцию крови в голове: если что-то не пошло через сонные сосуды, недостаток будет возмещён через позвоночные. Всё вместе — сосудистые «баллоны», позвоночные артерии, которые свободно болтаются в позвонках, и усовершенствованная сосудистая сеть в голове — защищает сов от головокружений и прочих следствий кислородной недостаточности, которая могла бы возникнуть при резком повороте головы. Впрочем, некоторые из совиных «изобретений» могут быть и у других птиц, что исследователи и собираются проверить в ближайшее время.

Работа, представленная на Международном конкурсе научно-технологических методов визуализации, была особо отмечена журналом Science.

Подготовлено по материалам Медицинской школы при Университете Джонса Хопкинса.

***

Биологи «научили» камеры смартфонов определять вид животного по фото

Ученый из Гарварда (США) разработал алгоритм, определяющий вид животного при фотографировании на цифровую камеру; технологию планируется применить как приложение для смартфонов, а также в помощь ученым, работающим с автоматическими камерами-ловушками.

Ученый из Гарварда (США) разработал алгоритм, определяющий вид животного при фотографировании на цифровую камеру; технологию планируется применить как приложение для смартфонов, а также в помощь ученым, работающим с автоматическими камерами-ловушками, сообщает журнал New Scientist.

«Зоораспознаватель», разработанный биологом и специалистом в области IT-технологий Вальтером Шайрером (Walter Scheirer), работает следующим образом: камера делает серию из нескольких фотографий, и при их обработке устройство выделяет «динамическую» группу пикселей, которая появилась или переместилась в кадре. Затем эта группа сличается по множеству признаков со «знакомыми» образами животных, заложенными в базу данных. При тестировании приложение смогло различить три вида белок в 85% случаев.

Вместе с тем, по мнению Шайрера, эта технология может пригодиться профессиональным биологам и работникам заповедников. Алгоритм может быть использован для автоматических камер-ловушек, реагирующих на движение. Сейчас специалистам приходится вручную сортировать десятки или сотни фотографий, сделанных «вслепую», однако благодаря новому алгоритму можно настроить технику так, чтобы сохранялись только нужные фотографии.

Камеры-ловушки обычно используются в тех случаях, когда фотографировать животное опасно или сложно — например, крупных хищников семейства кошачьих (леопарда, тигра, ирбиса, рыси, ягуара) и небольших ночных животных.

Другие статьи на тему Зоология:

Adblock
detector