一束小树枝比一根小树枝更难折断。 这个比喻的各种变化告诉我们，单独应对某件事比在一个小组中要困难得多。 从很多方面来说，这是事实，但并非如此简单。 在野外，动物，食肉动物和食草动物经常成群结队，成群，成群地聚集等。 但是与隐喻标尺不同，该组的所有成员都不相同，因为有领导者和追随者：有人热心向前奔跑，有人潜伏在中心，有人编织尾巴。 这里出现了一个问题-领导的价格是多少，收益是什么，特别是如果考虑到某人最喜欢的食物的动物种类。
今天，我们将熟悉一项研究，其中科学家对掠食性鱼类和人工鱼群进行了许多不同寻常的实验，这使我们能够确定在捕食者-捕食者连接的棱镜下该组中位置的正反两面。 排队中哪些是致命的，领导的利弊是什么，从掠夺者的眼中看，一群鱼是什么样的？ 我们将在科学家的报告中找到所有这些问题的答案。 走吧
学习基础
正如我之前所说，地球上许多生物物种都是成群聚集的。 应对野外生活中的所有困难更容易：企鹅可以聚成一团，用身体的温暖相互取暖，从而在严寒中幸存下来； 狮子的骄傲一起狩猎，追踪，包围和拦截猎物，这增加了成功的机会； 小鸟群的混乱（但不是随机）运动会极大地干扰捕食它们的猛禽等。
帝企鹅面对严峻的寒冷，大风和许多月的夜晚。同样，在许多小组中，都有一个人领导所有其他小组，尽管并不总是有意识地。 在自组织的群体（鸟或鱼）中，这样的人位于群体的头部，即前面。 这种情况使领导者有机会获得有关环境的信息（食物的存在，障碍，危险等），因此他可以做出可能影响整个团队行动的决策。 领导者的主要利益恰恰在于领导者所领导的团队的庞大性，它可以执行必要的动作以同时维持领导者和团队的生活。
科学家们一直将掠夺者称为领导动物群移动的主要缺点，因为羊群/学校的正面可能会更频繁地面临危险，并且掠食者在狩猎过程中更容易导航领头人。 但是，以前没有进行任何实验来证实或反驳这一理论。
自组织的star鸟群：令人难以置信的美丽奇观。可以证实领导理论的观察结果非常模棱两可。 研究人员指出，确定动物的自组织组中领导者和跟随者的确切原因是整个动物群体的自组织，但是领导力和跟随（跟随领导者）与其他因素有关。 通常，领导倾向与由更多信息或更多需求驱动的决心相关。 也就是说，组长的职位通常是由更大，更饥饿，风险较小和社交较少的人担任的。 类似的特征对个人可能是危险的。 换句话说，很难评估哪个更危险-小组中的领导或小组的领导。
问题还出现了：如果成为领导者是如此危险，那么也许您应该离开团队？ 也许寂寞比住一个包会更安全。 第一种和第二种选择都具有与捕食者有关的优点和缺点。 但是，为了离开小组，个人必须将其优先事项从社会完全改变为专注（即生存）。 另一方面，如果成为一个小组的领导者比独自游泳还安全一些，那么社交行为就成为当务之急。
正如我们已经了解的，很多问题，很少观察。 因此，科学家决定将所有事物放到原处，并了解它在被掠食者攻击的动物群体的社会领域中的作用和方式。 为此，开发了一种特殊的人工虚拟采矿系统。 通过完全控制该小组中每个部门的行为，科学家们能够了解捕食者与领导者和跟随者以及与该小组分离的部门有关的行为。
学习准备
实验中，在凯里河（英格兰）中捕获的棘背鱼被捕食。 在实验室中，将它们放置在玻璃鱼缸（40x70x35厘米）中，该鱼缸配有流动的再循环系统，温度为15-16°C。 每个水族馆约有40个人居住，每天定期喂食两次（进行测试的日子除外）。
水族箱前壁上的
特工造型*的投影被用作猎物，这使得可以完全观察测试。 科学家使用他们现有的模型（通过Netlogo 5.0.5对其进行了更改）作为其行为模型的基础。
代理建模*是一种模拟方法，用于研究分散代理的行为以及此类行为对整个系统行为的影响。
人工提取小组由1个领导者，4个关注者和2个社会部门组成。 对领导者和跟随者进行编程，以免对反社会单位的行为做出反应。
每个从属单元都与一个领导者和其他奴隶绑在一起，因此它们之间的距离为6.5厘米。 因此，该组的移动始终是从头到尾，即始终有一个领导者和1-2个从动单元。
图片编号1： A-棘背式攻击水族箱壁上的设计点（人工生产）； 输入 -人工提取运动的位置和轨迹（颜色决定单位的类型）。关于图像
1B中单位类型的颜色分布的
简短说明 ：
- 紫色-单独的（社交）单位（阈值距离内没有其他单位）；
- 黑色-错误的方向（在阈值距离内有相邻的单位，但沿着与黑色单位不一致的路径移动）；
- 蓝色-领导（领导）单位；
- 绿色-组中间的一个单元；
- 黄色是组尾部的单位。
应用了行为规则来规范生产单元的类型，这使得获得整个系统的不同行为成为可能。 因此，掠食者（鱼）有机会在领导者，受驱动者或社会团体之间进行选择。 所有单位的初始位置是随机的。 根据科学家的说法，所有单位都以红点（2.5毫米）的形式出现在屏幕上，让人联想到水蚤（甲壳类）。
水蚤当系统完全准备就绪时，将一条鱼放到测试水族箱中（我们记得很饿）。 袭击该单位的事实是鱼沿其方向加速，张口张开并与投射单位的屏幕接触。
实验结果
在201条鱼中，共有133条在测试运行中至少一次攻击过人工猎物，每次持续10分钟。 为了最大程度地减少捕食者与无法食用虚拟猎物相关的行为变化，科学家在进一步的计算中只考虑了每次测试的一次攻击。
为了确定哪种虚拟猎物行为在捕食者问题中起决定性作用，科学家比较了八项二项式广义线性模型，这些模型根据各种解释变量来预测捕食性鱼类攻击哪个猎物。
上面是解释性变量表，即在计算中使用一个或另一个变量的模型表：位置，近邻数，是否为单位孤立度（无论是否为孤立度），组总数（总计）祈祷大小），具有吸引力的猎物，猎物类型，被捕食者具有社交性且模型无效/无解释变量。
AICc * -Akaike信息标准，针对较小的样本量进行了修改。
分析表明，至少有一些变量自然要比根本没有变量好。 通过将猎物分为不同类型（跟随者，领导者和反社会）的模型表明，领导者和隐士更容易受到掠食者的攻击。 但是，领导者和跟随者属于同一类别的模型并未得到真实观察的证实，也就是说，掠食者的风险因群体中单位的类型（领导者，群体中间或尾部）而异。
最能说明问题的是该模型，该模型考虑了攻击过程中受害者的行为（模型单元），以及按类型划分的猎物。 换句话说，每个单元最初都是为特定的行为而编程的，即键入（在前面，跟随领导者或远离整个团队）。 但是，测试过程中的实际行为要大得多。
团体人数的增加减少了捕食者袭击的风险。 而且，事实证明，不仅考虑数量，而且考虑单个单元相对于其他单元的位置的模型。 也可能是这样一种模型，其中，不重要的是，小组的规模与其密度（即各个单元之间的距离）无关。
在分析了所有可能的模型之后，科学家得出结论，不管听起来多么奇怪，都必须考虑所有可能的因素。 最需要注意的是行为变量，而不是数字和捕食者与猎物之间的距离。
图片2：攻击的风险取决于猎物的位置（紫色-社交;黑色-在组中，但方向不同;蓝色-领先（领导者）;绿色-在组的中间，黄色-在组的尾部）。遭受攻击的最大风险是社交单位（上图中的紫色圆圈）。 该指标证实了以下理论：领导仍然比完全与团队隔离更安全。 即使是一个整体不动的单位，也比社交场合更安全。
如果我们考虑理想的群体，则当所有单位都朝一个方向排列时，科学家们会在群体的开始，尾部和中间看到风险等级的明显等级（从大到小）。 科学家们预计，小组中间和尾部单位的危险程度将有显着差异，但事实并非如此。
可以假设，排在尾部的危险不亚于排在群首的危险。 在许多恐怖电影中，怪物经常会从尾巴攻击一群人。 但是，这些研究表明，在该组的尾部和中部，被吃掉的风险都差不多，尽管比开始时要低得多。
值得注意的是，在使用的猎物模拟中，单位的行为是随机的，并且随着单位离开或加入小组而随时间变化。 因此，在模拟捕食者攻击期间，存在很多猎物变异。 为了解决所有这些变化，科学家开发了一种特殊的测试，其中模拟了一个随机的捕食者，在每次模拟过程中以相同的概率选择猎物。 有趣的是，考虑到这种随机性，与其他模型相比，基于其在组中/组外的位置的生产模型被证明是最可接受的。
接下来，科学家需要找出从捕食者中选择受害者的机制。 为此，要计算攻击风险，具体取决于到攻击目标的距离，轨迹和
方位*到前面（来自轴承<90的整个生产）和后面（来自轴承> 90的整个生产）到最近的相邻生产单元的差。
方位角*是观察者子午线的北部与从观察点到物体的方向之间的水平角度。
在所有变量中，预测攻击风险的最大解释力恰好是到猎物之前最近的单位的距离（攻击目标），其次是到猎物后面最近的单位的距离与前面最近的单位的运动方向差异的因数。
观察掠食者对某个猎物的攻击的几种变体的视频。如果该单位位于团伙的中部，并且与前后前后相邻单位之间的距离足够小，并且所有单位的移动方向相同，则成为捕食者袭击受害者的风险很小。 邻近单位的方位对攻击风险没有太大影响。 换句话说，在两个生产单位之间就足够增加不被吃掉的机会。
结果，根据建模数据，捕食者并非偶然袭击某个猎物，但是捕食者的风险是由于其在群体中的位置，移动方向的差异和邻居的承受力（小的影响因素）。
另外，天敌可以选择攻击谁，即不要立即攻击。 受害者的选择不仅取决于当前有关该组的可用信息，而且还取决于将来考虑其配置的可能更改时。 也就是说，捕食者可以根据群体或单个猎物的行为模式，等待适当的时机进攻。
为了验证这一理论，科学家分析了涉及活食动物和人工猎物的模拟结果。 有必要计算捕食者最常使用哪种猎物行为模式进行攻击或随机攻击。
对数据进行的分析（超过19,000个样本）表明，当掠食者周围有更多单个单位时，捕食者会选择特定的攻击时刻。
图片编号3上图显示了取决于猎物位置的攻击比例。 圆圈是实验观察期间攻击的指示。 图表上的彩色区域显示每个猎物位置的预期攻击比例的分布：如果捕食者在与观察到的攻击（较暗的区域）或所选模拟样本（较亮的区域）相同的情况下随机攻击受害者。
如果观察到的攻击（圆圈）在有色区域之外，则将掠食者瞄准特定的猎物是有选择性的，并非偶然。
为了更详尽地了解这项研究的细微差别，我强烈建议您研究一下
科学家的
报告和
其他补充材料 。
结语
这项研究是一种理论的第一个真实证据，该理论声称，一个群体中的一个人更有被掠食者攻击的风险。 同时，如果领导者与他领导的个人之间的距离足够小，则可以降低风险。 科学家们还证实了一个事实，那就是，与团队成员在一起（甚至处于领导地位）比单独行动要安全得多。
因此，小组组长不仅应注意实现目标（例如寻找食物），还应监视小组的完整性，即小组的建设，这不仅对他领导的个人非常重要，对于他自己的生存也非常重要。 将来，研究人员打算确切找出小组组长为实现上述目标应采取的行动。
当然，这项工作不能被称为启示，但是它提供了真实的数据，证实了以前只是未经实践检验的理论。 成为领导者意味着了解整个团队的需求。 成为领导者既有好处，又有危险-您可以先获取食物，也可以成为第一。 尽管存在野外领导的风险，但动物仍继续组成追随者和领导者的群体。 也许，从某种程度上讲，即使您是领导者，他们也知道该小组中生存的机会比单独存在更大。
Off Top 2.0：
简短的动画电影，与文章无关（除了鱼的存在，这是第三个计划的角色）。
谢谢大家收看，保持好奇心，祝大家周末愉快。 :)
感谢您与我们在一起。 你喜欢我们的文章吗？ 想看更多有趣的资料吗？ 通过下订单或将其推荐给您的朋友来支持我们，为我们为您开发
的入门级服务器的独特模拟，为Habr用户提供
30％的折扣： 关于VPS（KVM）E5-2650 v4（6核）的全部真相10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps从$ 20还是如何划分服务器？ （RAID1和RAID10提供选件，最多24个内核和最大40GB DDR4）。
VPS（KVM）E5-2650 v4（6核）10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps直到夏天免费，在六个月内付款，您可以
在此处订购。
戴尔R730xd便宜2倍？ 仅
在荷兰和美国，我们有
2台Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100电视（249美元起） ！ 阅读有关
如何构建基础架构大厦的信息。 使用价格为9000欧元的Dell R730xd E5-2650 v4服务器的上等课程？