Очень разные млекопитающие следуют одним и тем же правилам поведения: исследование указывает на общую архитектуру
Новое исследование предполагает, что может существовать общая архитектура, упорядочивающая движения животных в их разнообразной жизни, и она более широко распространена, чем считалось ранее.
В исследовании, охватившем сурикатов в пустыне Калахари, носух в тропических лесах Панамы и пятнистых гиен в саванне Кении, обнаружено, что их ежедневные действия демонстрируют удивительно схожие паттерны.
Общий порядок поведения сохраняется независимо от ландшафта, вида, особи и типа поведения. Международная команда из четырнадцати авторов под руководством исследователей из Института поведения животных Общества Макса Планка считает эти неожиданные результаты потенциально глубокими.
«Мы предполагали, что будут различия», — сказал ведущий автор исследования Пранав Минасандра. Однако были обнаружены общие закономерности в том, как животные переключаются между поведенческими состояниями, независимо от вида и особи. «Как будто их поведение построено на одном и том же скрытом алгоритме».
Выявление скрытых паттернов
Скрытый алгоритм был выявлен в данных, собранных с диких животных, помеченных акселерометрами — теми же датчиками, что отслеживают нашу активность в телефонах и часах. Изучаемые виды — социальные млекопитающие, но различаются экологией и поведением. Акселерометры измеряют изменения позы много раз в секунду, а записи могут продолжаться несколько дней.
Эти высокочастотные данные затем классифицировали с помощью машинного обучения на поведенческие состояния: лежание, поиск пищи, ходьба. Этот подход позволил зафиксировать детальные поведенческие последовательности за дни и даже недели у множества особей трёх различных видов.
Во всех поведенческих состояниях, у всех особей и видов проявился один общий принцип: чем дольше животное остаётся в одном состоянии, тем менее вероятно, что оно сменит его в следующий момент. Это было неожиданно.
Авторы также изучили, как текущее поведение предсказывает будущие действия — концепция «затухания предсказуемости». График этого затухания показывает, как системы принятия решений на разных временных масштабах взаимодействуют, генерируя поведенческие последовательности. Паттерн затухания предсказуемости был поразительно consistent у всех изученных животных, что подразумевает общую архитектуру.
Почему существуют эти паттерны?
Авторы предлагают два широких объяснения:
- Положительная обратная связь: чем дольше животное остаётся в состоянии (например, лежит), тем более вероятно, что продолжение этого поведения вознаграждается (теплом, безопасностью, социальным подкреплением). Поведение становится самоподкрепляющимся.
- Принятие решений на множестве временных масштабов: вместо одного внутреннего «часа», животные могут интегрировать сигналы из многих процессов (внутренний голод, внешние угрозы, социальный контекст), каждый со своим темпом. Взаимодействие этих перекрывающихся сигналов может генерировать наблюдаемые паттерны.
Будущие исследования могут изучить, сохраняются ли эти паттерны у несоциальных видов, на разных стадиях развития или при других экологических давлениях. Также остаётся вопрос, дают ли эти долговременные поведенческие паттерны преимущества — например, оптимизируя внимание, сохраняя энергию или улучшая групповую координацию.
«Это исследование предполагает, что реальными животными, будь то охота, сокрытие или отдых, руководят скрытые структуры, которые, кажется, отзываются во всех ветвях жизни», — говорит соавтор работы.