Dyr fundet i at spore dufte ved hjælp af alternerende strategier for at snuse jord og luft

En ny undersøgelse hjælper med at forklare en dårligt karakteriseret, men alligevel almindelig adfærd blandt dyr og viser, at fødende pattedyr udnytter fysikken i, hvordan dufte bevæger sig i luften og langs jorden.

De fleste kender til at se en kanin holde pause og stå på bagbenene for at snuse til luften eller en hund, der veksler mellem at snuse til jorden og luften. Men at dechifrere, hvorfor dyr engagerer sig i denne adfærd, er udfordrende for videnskabsmænd.

"Vi brugte det, vi ved om, hvordan duften bliver båret af vinden og på jorden for bedre at forstå, hvorfor dyr engagerer sig i denne adfærd," forklarer medforfatter Nicola Rigolli, postdoc-forsker ved Machine Learning Genoa Centre, Dept Civil Chemical Miljøteknik, Universitetet i Genova, Italien. "Vi brugte derefter maskinlæringsteknikker til at identificere den optimale strategi til at lokalisere kilden til en duft."

I deres eksperimenter skabte holdet computersimuleringer af, hvordan dufte bevæger sig i et turbulent miljø. De modellerede derefter fordele og ulemper ved forskellige tilgange, som et dyr kunne tage for at spore en lugt. Modellerne viser, at et computersimuleret dyr designet til at minimere den tid, det tager at spore en duft, vil veksle mellem at snuse til luften og kaste langs jordens overflade for at finde lugten.

Når et dyr er langt nede med vinden af ​​duften, vil de holde pause og rejse sig for at lugte oftere, fordi de er mere tilbøjelige til at fange en fjern duft i luften. Når de lukker sig om lugtkilden, snuser dyr oftere langs jorden og holder pause for at snuse til luften sjældnere.

"Luftbårne dufte er sparsomme og sværere at spore end dufte langs jorden, men de bevæger sig hurtigere og over længere afstande. Fordelene ved at snuse nær jorden eller i luften varierer derfor afhængigt af dyrets afstand fra duftens kilde," forklarer medforfatter Gautam Reddy. Reddy gennemførte undersøgelsen som postdoc-forsker ved NSF-Simons Center for Mathematical and Statistical Analysis of Biology ved Harvard University i Cambridge, Massachusetts.

Holdets opdagelser kan også gælde havdyr som krabber eller bløddyr, som også ser ud til at bevæge deres kroppe i forskellige højder, mens de sporer en potentiel fødekilde. Men forfatterne advarede om, at modellen er en forenklet version af det virkelige liv. Den tager ikke hensyn til alle mulige variabler, der kan påvirke dyrenes adfærd. For eksempel kan dyr have en mere begrænset kapacitet til at huske information end en computer, og deres hukommelsesbegrænsninger kan påvirke deres adfærd.

"Vi håber, at vores resultater inspirerer andre videnskabsmænd til at udføre eksperimenter med hunde, gnavere og vanddyr, der kan hjælpe os med at lære mere om denne adfærd i den virkelige verden," konkluderer seniorforfatteren Massimo Vergassola. Vergassola ledede undersøgelsen, mens han først arbejdede ved University of California, San Diego som professor i fysik og derefter ved Laboratoire de physique de l'École Normale Supérieure, Sorbonne Université, Paris, sammen med seniorforfatterkollegaen Agnese Seminara, en professor i væskedynamik ved universitetet i Genova.

Forskningen blev offentliggjort i eLife . + Udforsk yderligere

Det, næsen ikke ved, hjælper dyrelivet:Brug af olfaktoriske signaler til at beskytte sårbare arter