211service.com
Första matematiska modellen för kobeteende
Många varelser uppvisar olika typer av kollektivt beteende: fågelflockar, fiskstim, boskapsbesättning och till och med människor samarbetar då och då.
Att bestämma dynamiken i denna typ av beteende är ett hett problem som har lett till ett antal grundläggande upptäckter de senaste åren. Vem hade kunnat föreställa sig att bakteriekolonier samarbetar när de växer, att fiskstim kan fatta kollektiva beslut och att en insektssvärm till synes kan agera som en? Och ändå visar matematiken som beskriver dessa system hur lätt den här typen av beteende kan uppstå.
Idag tar matematiken om djursynkronisering ett kluvna steg framåt med avtäckningen av en modell som beskriver kors kollektiva beteende.
Kor är välkända för sitt kollektiva beteende: de tenderar att antingen ligga ner eller alla stå upp till exempel. Jie Sun vid Clarkson University i delstaten New York och kollegor säger att detta beteende kan modelleras genom att tänka på kor som enkla oscillatorer: de antingen står eller ligger och gör detta i cykler. Dessa oscillatorer är också kopplade: en form av koppling kan vara att en ko är mer benägen att ligga ner om de runt omkring ligger ner och vice versa.
Resultatet är en matematisk modell där kors kollektiva beteende kan studeras abstrakt.
Det kan visa sig vara mer användbart än det låter. Glada kor tenderar att kopiera varandra. Och glada kor är också mer produktiva genom olika mått som mängden mjölk de producerar. Vissa forskare har till och med föreslagit att synkronisering ska användas som ett mått på kvaliteten på bovint liv.
Den nya modellen kan hjälpa till att förstå detta. Modellen indikerar att synkronisering inte beror på styrkan i kopplingen på ett enkelt sätt. I själva verket förutspår den att en ökning av kopplingen kan minska nivån av synkronisering.
Det kommer att ringa en klocka hos många bönder som håller sin boskap inomhus under vintern. De har länge insett att när nötkreatur är så trångt att det inte finns tillräckligt med utrymme för dem alla att ligga ner samtidigt, sjunker produktiviteten dramatiskt. Faktum är att i vissa delar av världen finns regler om hur mycket utrymme nötkreatur måste ha att ligga i.
Den nya modellen kan hjälpa till att bestämma nivån på kopplingen som upprätthåller produktionen.
Det beror förstås på kopplingens karaktär mellan kor. Kanske kopierar kor helt enkelt sina grannar och känner starkare för det, ju närmare de är tillsammans. Det är något som kan mätas. Forskare har använt Google Earth-bilder för att studera mönstren som kor gör när de ställer upp. Samma bilder kan avslöja hur koppling beror på intercoavstånd.
Men det kan finnas andra faktorer som spelar in. Det skulle till exempel vara vettigt om några kor i en besättning alltid stod kvar för att hålla utkik efter rovdjur och detta beteende observeras faktiskt ibland.
Å andra sidan är kor så höguppfödda att det knappast skulle vara en överraskning om de hade förlorat förmågan att skydda sig mot naturliga rovdjur. Det är ett ämne som är moget för att idisslas av en lämpligt intresserad doktorand.
Hur som helst, det nya fältet för kodynamik ser redo för mjölkning (hosta).
Ref: arxiv.org/abs/1005.1381 : En matematisk modell för dynamik och synkronisering av kor