對於大多數人來說，一群蠓蟲是一種煩擾。對於尼古拉斯·奧萊特來說，它卻是揭示神秘動物行為——蟲群——的關鍵。
在康涅狄格州紐黑文的耶魯大學研究複雜系統的奧萊特和他的同事詹姆斯·帕克特發現，當這些昆蟲的數量達到 10 只時，它們的蟲群就會開始自組織。
他們於 8 月 13 日發表在《英國皇家學會介面》期刊上的論文，是利用真實蟲群的資料來為這種行為的模型提供資訊的，這一小而不斷增長的研究領域的一部分。
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奧萊特和帕克特建立了搖蚊屬（Chironomus riparius）蠓蟲的實驗室群體，它們在成年後只能存活幾天，並且往往只在黎明或黃昏時飛行。
“很多人會說蟲群只是一大群昆蟲，”奧萊特說。“我想說的是，蟲群在某種程度上是集體和自組織的。”
研究人員使用高速攝像機拍攝蠓蟲的空中活動，並使用計算機程式來重建單個昆蟲的飛行路徑，並觀察這種集體行為何時出現。
蠓蟲蟲群並沒有像魚群或鳥群那樣表現出精心編排的運動，但它們的成員仍然只停留在可用空間的一小部分。奧萊特說，存在“一個非常清晰的邊界，將蟲群所在的位置與世界的其他地方分隔開來”。
透過分析 344 個蟲群中蠓蟲的運動和位置，研究人員確定，一旦一群蠓蟲達到 10 只，他們測量的統計資料（例如每隻蠓蟲的空間體積和昆蟲之間的平均距離）就會變得恆定，這標誌著個體開始集體行為的點。
“你不需要大量的個體才能看到蟲群。一旦你達到大約 10 個個體，統計資料往往不會再發生變化，”奧萊特說。
這對希望建立蟲群行為通用模型的數學家提出了挑戰。為了準確，這些模型必須能夠在不需要大量個體的情況下模擬動物聚集。
加拿大溫哥華英屬哥倫比亞大學研究蟲群的數學家利亞·埃德爾斯坦-凱舍特說，這篇論文是“對該領域的一個非常好的貢獻”，並且研究人員是“先驅，他們仔細跟蹤在三維蟲群中飛行的個體，並明智地利用資料來檢查蟲群大小如何影響集體行為”。
她在給《自然》雜誌的電子郵件中說，“我們需要更多這樣的具體例子，並仔細跟蹤個體。” “模型[與現實之間]的一致性正在變得越來越好，因為現在，人們正在使用資料來推斷行為，而不是試圖將資料硬塞到舊模型中。”
本文經授權轉載，並於 2014 年 8 月 13 日首次發表。