Az Amerikai Egyesült Államok majdnem minden keleti részén, 13, vagy 17 évente, ahogy tavasszal melegszik a föld, óriási mennyiségű kabóca raj jelenik meg földalatti odújából: énekelve szárnyalnak és párzanak, utódokat hoznak létre a következő ciklushoz. Ez az Amerikai Egyesült Államok minden keleti és délkeleti részén ismétlődik:17 különböző fészekalja lépcsőzetes években megjelenik.
2024 tavaszán várhatóan kabócák billiói jelennek meg, mivel két eltérő fészekalja jelenik meg egyszerre: az egyik amelyik 13 évente, a másik amelyik 17 évente jelenik meg.
A kutatók létrehoztak egy döntéshozatali matematikai modellt egy olyan környezetre vonatkozóan, ahol eltérőek a hőmérsékletek és azt találták, hogy a kabóca nimfák közötti kommunikáció lehetővé teszi, hogy a csoport konszenzusra jusson a helyi átlaghőmérsékletet illetően, ami aztán nagymértékű rajzáshoz vezet.
A matematikusokat megragadta a különböző kabócafajok 17 és 13 éves ciklusban való megjelenése. Korábban létrehoztak matematikai modelleket amik azt mutatják, hogy az ilyen nagy prímszámokban való megjelenés evolúciós nyomás következménye, hogy elkerüljék a predációt.
A mechanizmus azonban, ami által a rajzás koherensen megjelenik egy adott évben, nem ismert.
Modelljük létrehozásában a csapatot korábbi a döntéshozatalt illető kutatás inspirálta, ami egy csoport egyes tagjait mint egy mágnes spinjét reprezentálja, de nem fel, vagy le mutatnak, hanem a két állapot azt a döntést reprezentálja, hogy maradni, vagy megjelenni.
A kabócák által tapasztalt helyi hőmérséklet olyan, mint egy mágneses mező, ami általában a spinhez igazodik és helyről helyre lassan változik több száz méteres skálán, a napos hegytetőtől az erdőben lévő árnyékos völgyekig. A közeli nimfák közötti kommunikációt egy a spinek közötti interakció reprezentálja, ami a szomszédok közötti helyi megegyezéshez vezet.
A kutatók bebizonyították, hogy az ilyen interakciók jelenlétében a rajzás nagy és kitölti a teret, bevonva a populáció minden tagját a helyi hőmérsékleti környezetek sorából, eltérően a kommunikáció nélküli esettől, amelyben minden nimfa önálló, és a mikroklíma minden finom változására reagál.
A kutatók azt mondják, hogy bár modelljük nem kívánja a földalatti nimfák közötti semmilyen különös kommunikációs eszközt, a hangjelzés valószínűleg szerepet játszik, mivel a rajok fülsiketítő hangot adnak ki, amikor megjelennek a föld alól.
A kutatók azt mondják, hogy ha a sejtésük, hogy a nimfák közötti kommunikáció szerepet játszik a rajok megjelenésében bebizonyosodik, akkor ez ütős példája annak, hogy a darwini evolúció hogy működik a csoport haszna és nem csak az egyed érdekében.
(Forrás: https://phys.org/)