لدى المجسات، أقارب البعوض، عادة زفاف غريبة، فهم يختارون زوجاتهم في سرب ضخم من المجسات ومع ذلك يستمرون في الالتصاق ببعضهم البعض. وتمكنت دراسة جديدة من فك هذه الظاهرة
في سرب من البعوض - أقرباء البعوض (بشكل رئيسي لأنهم لا يعضون) - يحدث أحيانًا شيء مفاجئ: يتشبث عضوان من السرب ببعضهما البعض، ويعبران السرب من جانب إلى آخر، وفي نفس الوقت يدوران حولهما بعضهم البعض مثل زوج من الراقصين. وتساءل العلماء عن معنى "الاقتران" الغريب: هل يتصارع هذان الخصمان، أو حلفاء جدد - أو ربما يلمس ذكر "الملامس" آخر للتحقق مما إذا كان، بالصدفة، سداسيًا سقط عن طريق الخطأ في سرب تتكون عادة من الذكور فقط؟ علماء معهد وايزمان للعلوم وشركائهم في الأبحاث واكتشفوا أن هذا الاقتران الغريب ربما لا يرتبط بالتفضيلات الاجتماعية للملامسين.
كيف يمكن أن يكون من الممكن وجود أزواج من الأشكال السداسية في سرب فوضوي يتكون من حشرات تطير بأقصى سرعة؟ تم تسجيل هذه الأزواج في جامعة ستانفورد كجزء من سرب تجريبي من السلالة تشيرونوموس ريباريوس. في هذه التجربة، أظهر العلماء بوضوح أن بعض أزواج المجسات عبرت السرب من جانب إلى آخر لمدة تصل إلى ثماني مرات متتالية.
البروفيسور حاكم نير وسبق لباحث ما بعد الدكتوراه الدكتور دان جوربونوس من قسم الفيزياء الكيميائية والبيولوجية أن طور نموذجًا فيزيائيًا يشرح كيفية تشكل أسراب الحشرات. ووفقا لهذا النموذج، فإن الحشرات "تعرف" كيفية جذب بعضها البعض بمساعدة الطنين الذي تصدره أثناء الطيران. في إطار النموذج، وكما يحدث أحيانًا في أنظمة الاستشعار البيولوجية، تتغير حساسية الحشرات للأزيز ديناميكيًا حسب الظروف: فهي أقل حساسية للضوضاء عندما تكون في مركز السرب، ولكن عند حوافه، حيث يكون الطنين أضعف، وتزداد حساسيتهم.
وفي الدراسة الجديدة، استخدم البروفيسور جوف والدكتور جوربونوس نموذجًا لشرح تكوين الأزواج داخل السرب. وقاموا بتحليل مسارات طيران المجسات كما سجلتها كاميرات الباحثين في جامعة ستانفورد، وخلصوا إلى أن تكوين الأزواج يمكن تفسيره من خلال انجذاب الحشرات للطنين وحساسيتها المتفاوتة لشدتها. بمعنى آخر، عندما تحوم المجسات في وسط السرب، يكون الضجيج من حولها مرتفعًا، ونتيجة لذلك تكون حساسيتها للضوضاء منخفضة، لذا فهي لا تنتبه إلى طنين المجسات الأخرى. ومع ذلك، عندما يجد اثنان من سداسيات الأرجل نفسيهما يطيران جنبًا إلى جنب أثناء الابتعاد عن مركز السرب، فإن حساسيتهما لصوت الطنين تزداد تدريجيًا، وفي لحظة معينة يصبح الطنين الذي يسمعونه من بعضهما البعض أعلى من ضجيج الخلفية السرب - وهذا يجعلهم يطيرون "في أزواج" حتى يتم انتهاك هذا التوازن الدقيق. وبالاعتماد على هذه المبادئ وحدها، تمكن العلماء من التنبؤ بمسارات أزواج اللوامس المسجلة في تجربة ستانفورد، دون استخدام فرضيات حول الدوافع البيولوجية المحتملة لسلوك الحشرات.
لا تقدم هذه النتائج تفسيرًا لظاهرة غامضة في الحشرات فحسب، بل قد تفسر أيضًا سلوك المجموعة في الأنظمة البيولوجية الأخرى، على سبيل المثال أسراب الطيور أو المستعمرات البكتيرية أو مجموعات من الخلايا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام النتائج في الأنظمة التي يصنعها الإنسان، على سبيل المثال، في التنبؤ بالتفاعلات المحتملة داخل مجموعات من الروبوتات أو الطائرات بدون طيار.
وشارك في الدراسة الدكتور كاسبر فون دير فارت والدكتور مايكل سينهوفر والبروفيسور نيكولاس تي أوليت من جامعة ستانفورد والبروفيسور جيمس جي بوكيت من كلية جيتيسبيرغ في الولايات المتحدة.
المزيد عن هذا الموضوع على موقع العلوم:
