منوعات

كم عدد الأسماك التي تشكل المدرسة؟

يهتم الفيزيائيون أيضًا بالأسماك، خاصة عند دراسة تكوين الهياكل. قام فريق بحث من جامعة هاينريش هاينه دوسلدورف (HHU) وجامعة بريستول (المملكة المتحدة) بفحص السلوك المدرسي لحمار وحشي دانيو (دانيو ريريو، المعروف أيضًا باسم “سمك الزرد”) باستخدام أساليب من مجال فيزياء الجسيمات المتعددة. في المجلة العلمية Nature Communications، أوضحوا أن مجموعات مكونة من ثلاث أسماك فقط تتحرك بالفعل بنفس الطريقة التي تتحرك بها الأسراب الكبيرة، بينما من ناحية أخرى، تظهر سمكتان سلوكًا مختلفًا تمامًا.

يبدو أن مقولة “الحشد الثلاثة” لا تنطبق فقط على “المحققين الثلاثة” والفرسان الثلاثة. وفي مختلف الظواهر العلمية – مثل الألوان الأساسية أو الأبعاد المكانية – هناك ثلاثة خيارات كافية أيضًا لوصف الحالات المختلفة.

لقد درس الفيزيائيون الآن سلوك مجموعات كبيرة ومتنوعة من الكائنات الحية. لقد أرادوا معرفة الحد الأدنى لحجم المجموعة اللازم لتغيير أنماط حركة الأعضاء الأفراد وتصبح حركة جماعية منسقة. ويبدو أن الرقم ثلاثة هو بالفعل الرقم الأساسي لسمك الزرد.

قام الفيزيائيون بتجهيز حوض أسماك بريستول بكاميرات متزامنة لقياس مسارات السباحة ثلاثية الأبعاد لأسماك الزرد. لقد سجلوا هذه المسارات بشكل منهجي لمجموعات ذات أحجام مختلفة: سمكتان، وثلاثة، وأربعة، وخمسون سمكة.

وفي الخطوة التالية، بحثوا عن أمثلة النظام في مسارات السباحة. واكتشفوا أنماط حركة مختلفة: إما أن الأسماك كلها سبحت في نفس الاتجاه، أو أنها سبحت معًا في دائرة. وعندما تحركوا في نفس الاتجاه، كانوا إما يسبحون بجانب بعضهم البعض أو واحدًا تلو الآخر.

يفضل زوج من الأسماك المنعزل أن يتحرك واحدًا تلو الآخر: سمكة واحدة تقود، والأخرى تتبع. ومع ذلك، هناك ثلاث أسماك تسبح بجانب بعضها البعض، ويبدو أن لا أحد منهم يريد أن يكون الأخير. و: عادة السباحة بجانب بعضها البعض هي أيضًا سمة من سمات مجموعة كبيرة من الأسماك.

ثم قام الباحثون أيضًا بوضع علامة على مجموعات فرعية صغيرة داخل مدرسة كبيرة. لقد أثبتوا أن المجموعات المكونة من ثلاثة أفراد داخل المدرسة تتحرك بشكل مشابه جدًا لمجموعة معزولة مكونة من ثلاثة أفراد. ومع ذلك، عندما قاموا بتمييز اثنين من الجيران فقط، تصرفوا بشكل مختلف في المدرسة عن سلوكهم كزوجين منعزلين. تشير الدكتورة ألكسندرا زامبيتاكي من دوسلدورف (فيينا حاليًا)، المؤلفة الرئيسية المشاركة مع الدكتور يوشي يانغ في الدراسة المنشورة في مجلة Nature Communications: “في الممارسة العملية، تشكل ثلاث أسماك مدرسة، لكن سمكتين لا تكفيان”.

“هذه النتيجة البسيطة تنطبق في البداية فقط على أسماك الزرد. ومع ذلك، يمكن أيضًا نقل المفاهيم إلى أمثلة أخرى للحياة البرية”، كما يقول المؤلف المقابل البروفيسور سي. باتريك رويال من جامعة بريستول، والذي يعمل الآن في EPSCI في باريس. ويتابع رويال: “وتشمل هذه أسراب الأسماك الأخرى مثل السمك الذهبي أو السردين، وكذلك أسراب الطيور مثل زرزور الزرزور وأسراب الحشرات مثل البعوض الراقص”.

نشأت فكرة المشروع البحثي المشترك خلال عدة زيارات قام بها البروفيسور رويال، الحائز على جائزة فريدريش فيلهلم بيسل للأبحاث التي تمنحها مؤسسة ألكسندر فون هومبولت، للأستاذ الدكتور هارتموت لوين في جامعة HHU. “إن تطبيق الأساليب والمفاهيم التقليدية من نظرية الموائع، مثل الارتباطات الزوجية والثلاثية، على الأسماك كان يمثل تحديًا جديدًا، لأن هذه المفاهيم تأتي من التوازن الديناميكي الحراري ومدرسة الأسماك الحية بعيدة كل البعد عن أن تكون في حالة توازن”، يوضح ذلك. لوين، مدير معهد الفيزياء النظرية الثاني في HHU.

تم إجراء التصنيف الأساسي للتأثيرات المتعددة على الجسم في دوسلدورف. بالإضافة إلى ذلك، قامت الدكتورة ألكسندرا زامبيتاكي بمحاكاة مسارات الأسماك: “لقد قمنا بتعديل نموذجنا للسماح بمحاكاة واقعية لحركة السباحة للأسماك. وأكدت المحاكاة النتيجة التجريبية التي مفادها أن “ثلاثة يشكلون بنكا”.

وبالنظر إلى المستقبل، يريد الباحثون تطبيق النتائج التي توصلوا إليها على سلوك وسلوك مجموعة الأشخاص، على سبيل المثال في الحفلات أو التجمعات الجماهيرية. لوين: “سنرى ما إذا كان الحد البسيط للرقم ثلاثة ينطبق أيضًا”.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى