Primo modello matematico del comportamento della mucca

Molte creature mostrano vari tipi di comportamento collettivo: stormi di uccelli, branchi di pesci, mandrie di bestiame e persino gli umani collaborano di tanto in tanto.

Determinare le dinamiche di questo tipo di comportamento è un problema scottante che ha portato a una serie di scoperte fondamentali negli ultimi anni. Chi avrebbe mai immaginato che le colonie batteriche cooperano quando crescono, che branchi di pesci possono prendere decisioni collettive e che uno sciame di insetti può agire apparentemente come uno solo? Eppure la matematica che descrive questi sistemi dimostra con quanta facilità possa emergere questo tipo di comportamento.

Oggi, la matematica della sincronia animale fa un passo avanti con la presentazione di un modello che descrive il comportamento collettivo delle mucche.

Le mucche sono ben note per il loro comportamento collettivo: tendono a sdraiarsi tutte o tutte in piedi, per esempio. Jie Sun della Clarkson University nello stato di New York e colleghi affermano che questo comportamento può essere modellato pensando alle mucche come semplici oscillatori: o stanno in piedi o mentono e lo fanno in cicli. Questi oscillatori sono anche accoppiati: una forma di accoppiamento può essere che una mucca ha maggiori probabilità di sdraiarsi se le persone intorno a lei sono sdraiate e viceversa.

Il risultato è un modello matematico in cui il comportamento collettivo delle mucche può essere studiato in astratto.

Potrebbe rivelarsi più utile di quanto sembri. Le mucche felici tendono a copiarsi a vicenda. E le mucche felici sono anche più produttive in base a varie misure come la quantità di latte che producono. Alcuni ricercatori hanno persino proposto di utilizzare la sincronia come misura della qualità della vita dei bovini.

Il nuovo modello può aiutare a capirlo. Il modello indica che la sincronia non dipende dalla forza dell'accoppiamento in modo semplice. Prevede infatti che un aumento dell'accoppiamento può ridurre il livello di sincronia.

Questo suonerà un campanello con molti agricoltori che tengono il bestiame in casa durante l'inverno. Hanno da tempo riconosciuto che quando il bestiame è così affollato che non c'è abbastanza spazio per sdraiarsi tutti contemporaneamente, la produttività diminuisce drasticamente. In effetti, in alcune parti del mondo ci sono regole su quanto spazio deve avere il bestiame per sdraiarsi.

Il nuovo modello potrebbe aiutare a determinare il livello di accoppiamento che mantiene la produzione.

Questo ovviamente dipende dalla natura dell'accoppiamento tra le mucche. Forse le mucche semplicemente copiano i loro vicini e si sentono più fortemente su di esso, più sono vicine. È qualcosa che potrebbe essere misurato. I ricercatori hanno utilizzato le immagini di Google Earth per studiare i modelli che le mucche creano quando si allineano. Le stesse immagini potrebbero rivelare come l'accoppiamento dipenda dalle distanze intercalari.

Ma potrebbero esserci altri fattori all'opera. Ad esempio, avrebbe senso se alcune mucche in una mandria rimanessero sempre in piedi per fare attenzione ai predatori e in effetti a volte si osserva questo comportamento.

D'altra parte, le mucche sono così altamente allevate che difficilmente sarebbe una sorpresa se avessero perso la capacità di proteggersi dai predatori naturali. Questo è un argomento maturo per la riflessione da parte di uno studente di dottorato adeguatamente interessato.

In ogni caso, il nuovo campo della dinamica delle vacche sembra pronto per la mungitura (tosse).

Rif: arxiv.org/abs/1005.1381 : Un modello matematico per la dinamica e la sincronizzazione delle mucche

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