驚くべきアプローチ: 研究者たちは、繁殖コロニーにおけるオウサマペンギンの行動を物理的にモデル化しました。動物の配置は、固まったガラスの分子の構造に似ています。研究者らによると、ペンギンのこの概念は、パートナーが再びお互いを見つけることができ、コロニーが外乱に対して柔軟に対応できるようにするためにはおそらく理想的であるという。
オウサマペンギン (Aptenodytes patagonicus) は亜南極の島々で繁殖し、夏には数十万羽の鳥が集まる巨大なコロニーを作ります。これらのコミュニティには巣がありません。夫婦は交代でお腹の上で卵を折り畳んで守り、それによって故郷の岩の冷たさから卵を守ります。巣はありませんが、それぞれのつがいがコロニー内の特定の場所を主張し、他のペンギンから積極的にその場所を守ります。したがって、「ペンギン シティ」は驚くほど均一な基本システムを持っています。それは、中央にペンギンが配置された均一な円形のユニットで構成されています。
一定の距離にある「粒子」
この取り決めは、フリードリヒ・アレクサンダー大学エアランゲン・ニュルンベルク（FAU）のリヒャルト・ゲラム率いる研究者らにアイデアを与えた。ヘリコプターからの写真画像を利用して数千のつがいの位置をマッピングしたところ、彼らは次のような構造に気づいた。繁殖場所は液体中の粒子に似ています。これは、相互に惹かれ合うシステムですが、接触が増えると相互に反発するシステムでもあります。このような粒子間の力の相互作用は、1924 年に英国の物理学者ジョン レナード ジョーンズによって初めて説明されました。
研究者らはこの物理モデルを使用して、繁殖コロニーの法則をモデル化しました。彼らの説明によれば、引力はペンギンが密集した繁殖コロニーを形成する傾向を表しているという。物理モデルの反発的な側面は、ペンギンが近隣のペンギンからそれぞれの繁殖地を守るための「ピック半径」です。
パートナーはシステム内で見つけることができます
研究者らが報告しているように、繁殖コロニーシステムはこの方法で驚くほどうまくモデル化できる。具体的には、その構造は固体でありながら液体の性質を持った固化ガラスに似ており、結晶のような格子状の配列はないが、構造は長期間にわたって一定の状態を保つことができるという。大きな変更はありません。これはペンギンにとって非常に重要な側面です。一貫した構造のおかげで、つがいは広大なコロニーの中でお互いを見つけることができ、交代で繁殖することができます。
研究者らによると、ペンギン系のガラス状の状態が最適な密度と柔軟性を提供しているようだという。しかし、結晶のように繁殖つがいがさらに高密度化または格子状に配置されると、局所的な混乱が亀裂のようにコロニー全体に広がり、修復が困難になる可能性があります。繁殖コロニーは柔軟性がありながらも構造的に配置されているため、このシステムは外乱に対してそれほど敏感には反応しません。たとえば、アザラシが日当たりの良い休息場所を求めてコロニーに侵入した場合、構造は局所的に液化し、その後再び平衡状態に戻ります。 。このようにして、コロニー全体を心配させることなく、この障害を迅速に「治す」ことができると研究者らは説明した。
出典: フリードリヒ・アレクサンダー大学エアランゲン・ニュルンベルク、 Journal of Physics D: Applied Physics、doi: 10.1088/1361-6463/aab46b。
