Наверняка вы видели, как кролики останавливаются и встают на задние лапы, чтобы принюхаться, или как собаки попеременно обнюхивают то землю, то воздух. Еще недавно расшифровка того, почему животные ведут себя так, была недоступна ученым. Однако новое исследование помогает объяснить такое поведение. Оказывается, звери используют физику того, как запахи перемещаются в воздухе и по земле.
Уникальное исследование
Никола Риголли, научный сотрудник итальянского Генуэзского центра машинного обучения, является соавтором уникального исследования. Он объясняет: «Мы использовали все свои имеющиеся знания о том, как запах распространяется в воздухе и по земле, чтобы лучше понять, почему животные проявляют такое поведение. Затем мы использовали методы машинного обучения, чтобы определить оптимальную стратегию обнаружения источника запаха».
В своих экспериментах команда создала компьютерную симуляцию того, как запахи перемещаются в турбулентной среде. Затем они смоделировали плюсы и минусы различных подходов, которые животное может использовать для отслеживания запаха. Модели показывают, что смоделированное компьютером животное, призванное свести к минимуму время, необходимое для отслеживания запаха, будет попеременно нюхать воздух и рыскать по поверхности земли в его поисках.
Когда животное находится далеко с подветренной стороны от запаха, оно чаще останавливается и поднимается на дыбы, чтобы понюхать, потому что с большей вероятностью уловит отдаленный запах в воздухе. По мере приближения к источнику животные будут чаще нюхать землю и реже останавливаться, чтобы поднять голову.
Все зависит от расстояния от источника
Соавтор исследования, профессор Центра математического и статистического анализа биологии NSF-Simons при Гарвардском университете Гаутам Редди говорит: «Запахи в воздухе редки, и их труднее отследить, чем запахи на земле, но они распространяются быстрее и на большие расстояния. Таким образом, польза от обнюхивания у земли или в воздухе зависит от расстояния животного от источника запаха».
Эти открытия ученых могут относиться и к морским существам, таким как крабы или моллюски, которые также перемещают свои тела на разной высоте, выслеживая потенциальный источник пищи. Но авторы предупредили, что модель — это упрощенная версия реальной жизни. Он не рассматривает все возможные переменные, которые могут повлиять на поведение животных. Например, у зверей может быть более ограниченная способность запоминать информацию, чем у компьютера, и ограниченность их памяти может влиять на их поведение.
«Мы надеемся, что наши результаты вдохновят других ученых на проведение экспериментов с собаками, грызунами и водными животными, которые помогут нам больше узнать об их обонянии и поведении в реальных условиях», — заключает старший автор и руководитель проекта, профессор Массимо Вергассола. Похоже, в ближайшем будущем ученые выяснят, как применяют этот метод отслеживания запахов и другие живые существа на нашей планете.
