Dünya ve Yaşam
Dr. Mahir E. Ocak
19/06/2018 - 11:38

Hayvan Sürülerinin ve Kümelerinin Kolektif Davranışları I

Pek çok hayvan türü doğada sürüler ve kümeler oluşturuyor ve kolektif davranışlar sergiliyorlar. Hayvanların sürüler ve kümeler oluşturarak kolektif davranışlar göstermesini sağlayan, türden bağımsız genelgeçer yasalar olabilir mi?

Pek çok hayvan türü doğada sürüler ve kümeler oluşturuyor ve kolektif davranışlar sergiliyorlar. Farklı türlerin oluşturduğu grupların yapılarının ve davranışlarının birbirine benzediği söylenemez. Örneğin arı kümelerinin ve göç eden kuş sürülerinin yapıları ve davranışları birbirinden hayli farklıdır. Ancak hayvanların sürüler ve kümeler oluşturarak kolektif davranışlar göstermesini sağlayan, türden bağımsız genelgeçer yasalar olabilir mi? Günümüzde pek çok araştırma grubu bu konu üzerinde çalışmalar yapıyor. Cevap bulunması gereken üç temel soru var: “Bireyler ne yapıyor?”, “Grup ne yapıyor?”, “Bireylerin davranışlarıyla grubun davranışı arasında nasıl bir ilişki var?”. Bu sorulara cevap bulmak, insan gruplarının davranışlarını anlamak ve yönetmek açısından da yararlı olabilir. Ayrıca elde edilen bilgilerden yola çıkarak karmaşık sistemler tasarlamak ve üretmek de mümkün.

Kümeler, Sürüler ve Kolektif Davranışlar

Hayvan sürüleri ve hayvan kümeleri ifadeleri günlük hayatta eş anlamlıymış gibi birbirinin yerine kullanılabilir. Ancak söz konusu bilimsel araştırmalar olduğunda iki terim arasında belirgin bir ayrım yapmak gerekiyor. Hayvan kümeleri, gruptaki bireylerin toplu halde düzenli hareket etmediği hayvan topluluklarıdır. Örneğin arı kümeleri ya da tatarcık kümeleri gibi. Hayvan sürüleriyse gruptaki bireylerin toplu halde düzenli hareket ettiği hayvan topluluklarıdır. Örneğin göç eden kuş sürüleri gibi.

data-cke-saved-src=http://www.bilimgenc.tubitak.gov.tr/sites/default/files/hayvan_surulerinin_ve_kumelerinin_kolektif_davranislari_i_2.jpg

Hayvan kümelerindeki kolektif davranışlarla ilgili bir sebep-sonuç ilişkisini tatarcıklar örneği üzerinden inceleyelim. Tatarcık kümeleri sadece erkek bireylerden oluşur. Uzun antenleri olan bu böceklerin erkeklerinin kanat çırpma hızı dişilerinkinin iki katıdır. Kümeden yayılan yüksek frekanslı sesler, dişileri kümeye çeker.

Tatarcık kümeleri üzerine araştırma yapan bilim insanlarından biri Standford Üniversitesi’nde çalışan Prof. Dr. Nicholas Ouellette. Finlandiyalı çevrebilimci 1960’larda bir ormanda yerel şarkılar söyleyerek dolaşırken tatarcıkların sürekli yoluna çıktıklarını fark etmiş ve bu durumu sesinin böcekleri kendisine doğru çekmesine yormuş. Düşüncesinin doğru olup olmadığından emin olmak isteyen Ouellette, konu hakkında deneyler yapmaya karar vermiş.

O sıralar Ouellette’nin yanında çalışan Dr. Rui Ni, tatarcık kümelerini bir mikrofonla takip ederek kanat çırpma sırasında çıkan sesleri kaydetmiş. Bu sesler bir hoparlörle böceklere dinletildiğinde davranışlarında sıradışı şeyler gözlemlenmiş. Ses artırılıp azaltıldığında kümedeki tatarcık yoğunluğunun en yüksek olduğu bölgenin değiştiği, hoparlörden dişi tatarcık sesi verildiğindeyse kümenin tamamının uçup hoparlörün üzerine konduğu görülmüş.

data-cke-saved-src=http://www.bilimgenc.tubitak.gov.tr/sites/default/files/hayvan_surulerinin_ve_kumelerinin_kolektif_davranislari_i_3.jpg

Kuramsal Modeller

Craig Reynolds isimli bir bilgisayar mühendisi, 1980’lerde “Boids” olarak adlandırılan kolektif davranışla ilgili bir program geliştirdi. Adını İngilizcede kuş benzeri anlamına gelen bird-oid ifadesinden alan programın temel çalışma ilkesi gayet basit. Kümedeki her bir birey bir nokta ya da bir parçacık olarak ele alınıyor. Bireyler birbirlerine çok yaklaştıklarında çarpışmamak için birbirlerinden uzaklaşıyorlar, birbirlerinden çok uzaklaştıklarındaysa kümenin içinde kalmak için birbirlerine yaklaşıyorlar. Ayrıca karşı cinsten bireylerden oluşan gruba doğru hareket edebiliyorlar. Parametrelerde ufak değişiklikler yaparak tatarcık, karınca ya da çekirge gruplarındaki davranışların benzetimi yapılabiliyor. Boids programı çeşitli sinema filmlerinde hayvan davranışlarını canlandırmak için de kullanıldı. Örneğin Batman Geri Dönüyor filminde yarasa sürülerinin hareketleri, Yüzüklerin Efendisi üçlemesinde de savaşçıların hareketleri Boids programı kullanılarak canlandırıldı. 

Ouellette’ye göre Boids programındakine benzer modeller hayvan gruplarının davranışlarını açıklamak için çok basit kalıyor. Çünkü bu modellerin varsaydığının aksine hayvan davranışlarını birkaç parametreye bağlı olarak doğrusal biçimde değişen olgular olarak ele almak doğru değil. Ouellette’ye göre yapılması gereken, önce bir model oluşturup sonra bu modelin ne ölçüde fiziksel dünyayı doğru bir biçimde resmettiğine bakmak değil, tam aksine eldeki verileri analiz ederek bu verileri açıklayabilecek en iyi modelleri oluşturmak olmalı.

Yazımızın ikinci bölümde bu konuyla ilgili güncel araştırmalara değineceğiz.

 

Kaynak:

  • Ouellette, Jennifer, “Sounding out swarms”, Physics World, s. 34, Şubat 2018.

Dünya ve Yaşam

Dünya’nın uzun dönem yaşam koşullarını belirleyen iklimler yeryüzünde farklı dönemlerin yaşanmasına neden oluyor. Peki, iklim değişimlerinin ortaya çıkma sebebi ne?

“Menemen soğanlı mı olur, soğansız mı?” diye tartışmadan önce ana vatanı Amerika kıtası olan domatesin sofralarımızda nasıl bu kadar vazgeçilmez bir ürüne dönüştüğü üzerinde biraz düşünmeye ne dersiniz?