28.06.2010
Прикладная математика морских хищников

Акулы, тунцы и другие морские хищники во время охоты, если пищи вокруг недостаточно, перемещаются по законам так называемого полета Леви - особого типа случайного движения.

Об этом сообщает международная группа ученых в статье, опубликованной в журнале Nature.

Траектория случайного блуждания - это последовательность случайных шагов: одним из ее частных случаев является броуновское движение, беспорядочное перемещение частиц в жидкости или газе. В отличие от такого движения, когда субъект может часто возвращаться в одну и ту же точку, полет Леви предполагает отрезки коротких шагов в сочетании с редкими перемещениями на большие расстояния. Траектории полетов Леви похожи на фракталы, математические феномены, каждая часть которых подобна всей фигуре.

Дэвид Симс из университета Плимута и его коллеги утверждают, что получили убедительные доказательства использования полетов Леви как тактики перемещения 14 видами морских хищников, среди которых голубая (Prionace glauca) и китовая (Rhincodon typus) акулы, желтоперый тунец (Thunnus albacares), рыба-меч (Xiphias gladius) и некоторые другие.

"Результаты нашего анализа - самое сильное из имеющихся свидетельств в пользу поведения, соответствующего процессам Леви, у самых разных животных в различной природной среде. Более того, траектории перемещения некоторых индивидов примерно соответствуют теоретически оптимальным траекториям поиска через полеты Леви", - заключают авторы статьи.

Ранее эмпирические проверки этой гипотезы давали противоречивые результаты: иллюзия полетов Леви может возникать из-за некачественной статистики, особенно если в данных есть пропуски. Установив электронные датчики на 55 особей, группа Симса собрала данные об их перемещении более чем за 15 лет (5,7 тысячи дней), что, по их мнению, позволило обеспечить нужное качество данных.

Проанализировав полученные данные, Симс и его коллеги выявили устойчивые закономерности полетов Леви. Ученые также отмечают, что некоторые хищники "переключались" с этой траектории на броуновское движение, когда оказывались там, где пищи много. Это, по их мнению, показывает, что животные способны адаптировать стиль охоты к меняющимся условиям среды и распределению пищевых ресурсов.

Исследователи намерены продолжить работу и установить, соответствует ли полетам Леви поведение других морских животных, например, осьминогов. Кроме того, они хотят проследить эволюционную историю такого поведения, в частности, наблюдая за перемещениями "живых ископаемых", видов, которые за последние миллионы лет почти не изменились.

Материал подготовлен Пресс-центром "ПИРогово"