- 28,291
- 46
- 8 Ноя 2022
Чарльз был уверен: в этих полосах на склонах есть какая-то система. Оказалось, он был прав.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:800/450;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
Ступенчатые полосы на крутых травянистых склонах можно встретить в Альпах, на пастбищах Великобритании и во многих других регионах мира. Ряды узких горизонтальных уступов тянутся один над другим и напоминают миниатюрные террасы. Учёные спорят об их происхождении больше века. Новая компьютерная модель показала , что ровный рисунок способны создавать пасущиеся животные, хотя никто не прокладывает им маршрут и не направляет движение стада.
Подобные формы рельефа называют террацетами. Обычно они появляются на крутых склонах в виде повторяющихся ступеней, которые идут почти параллельно горизонтали. Исследователи предлагали два основных объяснения. Согласно первой версии, поверхность меняется из-за медленного сползания грунта и обломков породы. Вторая связывает уступы с овцами, коровами, козами и другими копытными, которые много лет ходят по одним участкам во время выпаса.
Ни одна из гипотез долгое время не давала исчерпывающего ответа. Движение почвы действительно может менять форму склона, но не всегда объясняет регулярность полос. Животные, напротив, постоянно оставляют тропы, однако их перемещения кажутся слишком хаотичными для появления десятков почти параллельных линий.
Разобраться в механизме помогла компьютерная модель , которая воспроизводит поведение отдельных животных на меняющемся склоне. Авторы не пытались заранее задать готовую сеть троп. Виртуальные коровы или овцы получали лишь две простые задачи: найти пищу и потратить на передвижение как можно меньше энергии.
На крутом склоне подъём требует больше сил, чем движение поперёк. Спуск также может быть неудобным и менее устойчивым, особенно на рыхлой почве. Поэтому виртуальные животные постепенно выбирали маршруты вдоль склона, а не прямо вверх или вниз. Подобное направление снижало затраты энергии и позволяло дольше оставаться рядом с травой.
Каждый шаг одновременно менял поверхность. Копыта уплотняли грунт, а животные съедали часть растительности. После прохода одного участника модели следующий чаще выбирал уже примятый участок, поскольку движение по нему требовало меньше усилий. Новые шаги ещё сильнее закрепляли тропу и повышали вероятность, что ею воспользуются другие.
После нескольких тысяч шагов беспорядочные перемещения начали складываться в устойчивые горизонтальные маршруты. Сначала на склоне появлялись отдельные протоптанные участки, затем линии удлинялись и выравнивались. Поверхность постепенно приобретала ступенчатую форму, похожую на настоящие террацеты.
Животные при этом не координировали действия и не следовали общему плану. Порядок возникал благодаря постоянной обратной связи между стадом и поверхностью. Каждый участник менял среду, а изменившаяся среда влияла на выбор маршрута следующего животного.
Подобный механизм называют стигмергией. Термин описывает косвенное взаимодействие через следы, оставленные в окружающей среде. Муравей, например, прокладывает маршрут с помощью химических меток, а следующие особи усиливают наиболее удобную тропу. На пастбище роль меток выполняют вытоптанная почва, съеденная трава и небольшие неровности рельефа.
Авторы разработали отдельный показатель, чтобы измерить упорядоченность получавшихся линий. Затем виртуальные склоны сравнили с фотографиями коровьих и козьих троп из разных стран. Наиболее ровные ступени модель создавала на крутых участках, где животным особенно невыгодно двигаться вертикально.
Связь между выпасом и горизонтальными уступами обсуждал ещё Чарльз Дарвин . В книге о роли дождевых червей в формировании почвы, опубликованной в 1881 году, натуралист описал маленькие горизонтальные площадки, расположенные одна над другой на крутых травянистых склонах. Дарвин не сомневался, что животные ходят по уступам во время кормления, но допускал, что одного вытаптывания может быть недостаточно для полного объяснения.
Для проверки наблюдений Дарвин привлёк своего сына Фрэнсиса. Тот изучил меловой склон возле английского города Льюис и насчитал около 30 параллельных уступов. Полосы тянулись более чем на 91 метр по склону с уклоном около 40°.
Почти через 150 лет компьютерные расчёты показали, что именно на настолько крутых участках простые правила поведения создают наиболее регулярный рисунок. Чем больше энергии требуется для подъёма, тем чаще животные идят поперёк склона. Повторные проходы постепенно превращают удобный маршрут в устойчивый уступ.
Исследование не доказывает, что все террацеты появились исключительно из-за выпаса. Медленное сползание почвы, влажность, состав грунта, растительность и уклон также могут влиять на форму поверхности. Модель решает другую задачу: показывает, что хаотичное движение копытных само по себе способно породить крупный и упорядоченный рисунок без заранее проложенных троп.
Полученные результаты отвечают на главный довод против животного происхождения террацетов. Случайные перемещения не мешают формированию ровных полос. Напротив, повторяющиеся решения отдельных животных постепенно усиливают одни маршруты и ослабляют другие, пока на склоне не остаётся несколько устойчивых линий.
Авторы связывают тот же принцип с другими изменениями ландшафта . Муравьи прокладывают тропы через лесную подстилку, люди вытаптывают короткие дорожки на газонах, а стада уплотняют грунт на пастбищах. Во всех случаях отдельный шаг почти незаметен, но тысячи повторений меняют поверхность на большом участке.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:800/450;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
Ступенчатые полосы на крутых травянистых склонах можно встретить в Альпах, на пастбищах Великобритании и во многих других регионах мира. Ряды узких горизонтальных уступов тянутся один над другим и напоминают миниатюрные террасы. Учёные спорят об их происхождении больше века. Новая компьютерная модель показала , что ровный рисунок способны создавать пасущиеся животные, хотя никто не прокладывает им маршрут и не направляет движение стада.
Подобные формы рельефа называют террацетами. Обычно они появляются на крутых склонах в виде повторяющихся ступеней, которые идут почти параллельно горизонтали. Исследователи предлагали два основных объяснения. Согласно первой версии, поверхность меняется из-за медленного сползания грунта и обломков породы. Вторая связывает уступы с овцами, коровами, козами и другими копытными, которые много лет ходят по одним участкам во время выпаса.
Ни одна из гипотез долгое время не давала исчерпывающего ответа. Движение почвы действительно может менять форму склона, но не всегда объясняет регулярность полос. Животные, напротив, постоянно оставляют тропы, однако их перемещения кажутся слишком хаотичными для появления десятков почти параллельных линий.
Разобраться в механизме помогла компьютерная модель , которая воспроизводит поведение отдельных животных на меняющемся склоне. Авторы не пытались заранее задать готовую сеть троп. Виртуальные коровы или овцы получали лишь две простые задачи: найти пищу и потратить на передвижение как можно меньше энергии.
На крутом склоне подъём требует больше сил, чем движение поперёк. Спуск также может быть неудобным и менее устойчивым, особенно на рыхлой почве. Поэтому виртуальные животные постепенно выбирали маршруты вдоль склона, а не прямо вверх или вниз. Подобное направление снижало затраты энергии и позволяло дольше оставаться рядом с травой.
Каждый шаг одновременно менял поверхность. Копыта уплотняли грунт, а животные съедали часть растительности. После прохода одного участника модели следующий чаще выбирал уже примятый участок, поскольку движение по нему требовало меньше усилий. Новые шаги ещё сильнее закрепляли тропу и повышали вероятность, что ею воспользуются другие.
После нескольких тысяч шагов беспорядочные перемещения начали складываться в устойчивые горизонтальные маршруты. Сначала на склоне появлялись отдельные протоптанные участки, затем линии удлинялись и выравнивались. Поверхность постепенно приобретала ступенчатую форму, похожую на настоящие террацеты.
Животные при этом не координировали действия и не следовали общему плану. Порядок возникал благодаря постоянной обратной связи между стадом и поверхностью. Каждый участник менял среду, а изменившаяся среда влияла на выбор маршрута следующего животного.
Подобный механизм называют стигмергией. Термин описывает косвенное взаимодействие через следы, оставленные в окружающей среде. Муравей, например, прокладывает маршрут с помощью химических меток, а следующие особи усиливают наиболее удобную тропу. На пастбище роль меток выполняют вытоптанная почва, съеденная трава и небольшие неровности рельефа.
Авторы разработали отдельный показатель, чтобы измерить упорядоченность получавшихся линий. Затем виртуальные склоны сравнили с фотографиями коровьих и козьих троп из разных стран. Наиболее ровные ступени модель создавала на крутых участках, где животным особенно невыгодно двигаться вертикально.
Связь между выпасом и горизонтальными уступами обсуждал ещё Чарльз Дарвин . В книге о роли дождевых червей в формировании почвы, опубликованной в 1881 году, натуралист описал маленькие горизонтальные площадки, расположенные одна над другой на крутых травянистых склонах. Дарвин не сомневался, что животные ходят по уступам во время кормления, но допускал, что одного вытаптывания может быть недостаточно для полного объяснения.
Для проверки наблюдений Дарвин привлёк своего сына Фрэнсиса. Тот изучил меловой склон возле английского города Льюис и насчитал около 30 параллельных уступов. Полосы тянулись более чем на 91 метр по склону с уклоном около 40°.
Почти через 150 лет компьютерные расчёты показали, что именно на настолько крутых участках простые правила поведения создают наиболее регулярный рисунок. Чем больше энергии требуется для подъёма, тем чаще животные идят поперёк склона. Повторные проходы постепенно превращают удобный маршрут в устойчивый уступ.
Исследование не доказывает, что все террацеты появились исключительно из-за выпаса. Медленное сползание почвы, влажность, состав грунта, растительность и уклон также могут влиять на форму поверхности. Модель решает другую задачу: показывает, что хаотичное движение копытных само по себе способно породить крупный и упорядоченный рисунок без заранее проложенных троп.
Полученные результаты отвечают на главный довод против животного происхождения террацетов. Случайные перемещения не мешают формированию ровных полос. Напротив, повторяющиеся решения отдельных животных постепенно усиливают одни маршруты и ослабляют другие, пока на склоне не остаётся несколько устойчивых линий.
Авторы связывают тот же принцип с другими изменениями ландшафта . Муравьи прокладывают тропы через лесную подстилку, люди вытаптывают короткие дорожки на газонах, а стада уплотняют грунт на пастбищах. Во всех случаях отдельный шаг почти незаметен, но тысячи повторений меняют поверхность на большом участке.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
