Чтобы понять закономерности коллективного поведения, международная группа исследователей изучила предрассветное стрекотание цикад. В ходе работы ученые обнаружили, что усиление звука, подобное «крещендо» в музыке, возникает не только под воздействием восхода солнца, но и благодаря звуковым сигналам со стороны других цикад. Этот феномен напоминает аплодисменты в зале, когда после нескольких отдельных хлопков весь зал начинает аплодировать.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Physical Review E, ученые подчеркивают, что совместное пение птиц и насекомых является известным научному сообществу. Тысячи самцов цикад исполняют «серенады» своим самкам, причем делают это громко и синхронно. Тем не менее, механизм, который запускает это скоординированное стрекотание, до сих пор не был исследован.
Ученые проводили полевые наблюдения за восемью роями взрослых однолетних цикад в двух индийских локациях: на поляне с травой и кустарником, а также в бамбуковом лесу. Для записи звуков исследователи разместили устройства на ветке на высоте одного метра над землей. Непрерывные стереозаписи, длившиеся восемь дней, были разделены на четырехчасовые отрезки для последующего анализа с использованием платформы MATLAB.
Для акустических сигналов был использован параметр порядка амплитуды «хоров», что позволило создать математическую модель. Результаты расчетов подтвердили предположение о том, что принятие решений роем на рассвете связано с взаимодействием внешних сигналов и коллективных эффектов.
Полученные данные свидетельствуют о начале пения, когда солнце, перед восходом, опускается ниже линии горизонта на 3,8 градуса гражданские сумерки. Если ночью прошли сильные дожди и грозы, то из-за облачности, снижающей интенсивность света, наблюдались задержки в начале коллективного стрекотания. При этом температура и влажность не оказывали влияния на этот процесс.
Заметно, что как только одна особь начинала нарушать утреннюю тишину, остальные присоединялись к ней приблизительно через минуту. Это говорит о значимости равновесия между индивидуальной сенсорной информацией, поступающей от яркости неба, и акустическими сигналами. Подобное взаимодействие между особями приводит к выработке четко скоординированного группового поведения.
Хоровое пение также даёт эволюционное преимущество, уменьшая риск нападения со стороны хищников. Выявленные закономерности позволяют лучше понять, как рои принимают коллективные решения, ориентируясь на сигналы из окружающей среды.