Persamaan Fisika Prediksi Arah Perilaku Belalang

Tinuku
(KeSimpulan) Analisis matematika menunjukkan perjalanan serangga dengan ketukan drum mereka sendiri. Matematikawan sekarang mengetahui dinamika yang mendorong belalang di sepanjang lanskap yang menghancurkan segala sesuatu dan matematika menyatakan peneliti tidak akan dapat memprediksi ke mana pengacau kecil tersebut akan pergi.

Analisis baru yang dilaporkan pada edisi mendatang di Physical Review E menunjukkan bahwa random faktor yang dikumpulkan dan mempengaruhi bagaimana belalang secara kolektif memutuskan untuk mengubah arah. "Kawanan ini didorong oleh dinamika intrinsik. Dalam semua segi praktis, memprediksi ketika segerombolan akan mengubah arah tidak mungkin untuk diprediksi," kata Iain Couzin, biolog dari Princeton University.

Namun peneliti yang lain mengatakan informasi ini pada suatu hari memungkinkan para peneliti untuk lebih menginformasikan upaya kontrol belalang, misalnya dengan menyarankan waktu dan tempat terbaik untuk menerapkan insektisida menjelang kerumunan belalang mendekat.

Belalang gurun (Schistocerca gregaria) biasanya tinggal di wilayah-wilayah kering Afrika dan Asia, tetapi dapat meledak dan menyebabkan malapetaka dalam radius jutaan kilometer persegi seperti yang terjadi pada akhir 1980-an. Para peneliti memahami banyak basic biologi di balik kawanan belalang (bahkan bagaimana serangga berubah warna saat mereka bersama-sama dalam kawanan) tetapi deskripsi fisika perilaku kolektif mereka tetap menjadi sesuatu misteri.

Beberapa tahun yang lalu grup interdisipliner matematikawan, biolog dan lainnya terinspirasi untuk melihat dasar-dasar fisika terhadap perilaku belalang. Dengan meletakkan belalang pada arena yang berbentuk lingkaran dengan diameter 80 cm, tim mengamati kerapatan kritis bahwa belalang bergerak di sekitar mereka sendiri dalam berperilaku sebagai sebuah kelompok.

Carlos Escudero dari Consejo Superior de Investigaciones Científicas di Madrid melihat lebih jauh menggunakan matematika yang mendasari perubahan dalam perilaku. Dari observasi belalang dalam sebuah arena, Escudero dan rekan-rekannya menyimpulkan persamaan yang disebut sebagai persamaan Fokker-Planck (Fokker-Planck equation) yang menjelaskan bagaimana kerapatan partikel (dalam hal ini serangga) melakukan perubahan dari waktu ke waktu.

Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa sejumlah random faktor mempengaruhi ketika serangga memutuskan untuk mengubah arah. Escudero mengatakan secara matematis perubahan arah belalang mirip dengan switch pada sifat magnet yang terjadi di antara gumpalan partikel magnetik pada suhu tinggi. Dalam kedua kasus, pengaruh acak menumpuk sampai tiba-tiba seluruh sistem melakukan perubahan perilaku tersebut.

"Tidak mungkin untuk mengetahui saklar berikutnya yang akan terjadi. Namun, kami memiliki pemahaman sedikit dan perlu tindak lanjut tentang bagaimana wabah ini dihasilakan dan kami berharap dalam jangka panjang dapat diterapkan secara praktis," kata Escudero.

Jerome Buhl, biolog dari University of Sydney di Australia, mencatat bahwa belalang biasanya mulai pagi membentuk gumpalan padat dan tersebar sepanjang hari. Waktu terbaik untuk target penyemprotan, karena kemungkinan benar setelah serangga mulai berbaris dalam rentang waktu dan perilaku mereka semakin menjadi sulit ditebak.

"Apa yang perlu kita lakukan sekarang adalah menyusun matematika di balik ini dan kami akan dapat menentukan cara untuk meletakkan penghalang di depan band secara optimal, berpotensi menghemat jumlah insektisida yang digunakan dan meminimalkan dampak," kata Buhl.

Buhl dan peneliti lainnya bersiap-siap lebih dekat selama wabah spesies belalang yang berbeda di Australia. Tim berencana melekatkan reflektor kecil yang dilem di tubuh belalang untuk melacak perilaku individu selama terbang dalam kawanan.
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment