Actividad rítmica sincronizada de hormigas con períodos de descanso distribuidos
Autores: da Silveira, Pedro M. M.; Fontanari, José F.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Actividad rítmica sincronizada de hormigas con períodos de descanso distribuidos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Sincronización
Especies de hormigas
Modelo de ecuación diferencial-integral
Naturaleza autocatalítica
Componente estocástico
Umbral crítico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
La sincronización es un fenómeno prevalente en sistemas biológicos, incluidos los insectos sociales como las hormigas. Algunas especies de hormigas exhiben una sincronización notable de sus actividades dentro del nido. Para dilucidar los mecanismos subyacentes de este comportamiento coordinado, proponemos un modelo de ecuación integro-diferencial que captura la naturaleza autocatalítica de la activación de las hormigas. Las hormigas activas pueden estimular a individuos inactivos, lo que lleva a una cascada de excitación. Al incorporar un componente estocástico para representar la variabilidad en los períodos de descanso, exploramos las condiciones necesarias para la sincronización. Nuestro análisis revela un umbral crítico para las fluctuaciones en la duración del descanso. Exceder este umbral interrumpe la sincronización, llevando el sistema hacia un equilibrio estable. Estos hallazgos ofrecen valiosas ideas sobre los factores que rigen la sincronización de la actividad de las hormigas y destacan el delicado equilibrio entre los parámetros del modelo necesarios para generar patrones rítmicos.
Descripción
La sincronización es un fenómeno prevalente en sistemas biológicos, incluidos los insectos sociales como las hormigas. Algunas especies de hormigas exhiben una sincronización notable de sus actividades dentro del nido. Para dilucidar los mecanismos subyacentes de este comportamiento coordinado, proponemos un modelo de ecuación integro-diferencial que captura la naturaleza autocatalítica de la activación de las hormigas. Las hormigas activas pueden estimular a individuos inactivos, lo que lleva a una cascada de excitación. Al incorporar un componente estocástico para representar la variabilidad en los períodos de descanso, exploramos las condiciones necesarias para la sincronización. Nuestro análisis revela un umbral crítico para las fluctuaciones en la duración del descanso. Exceder este umbral interrumpe la sincronización, llevando el sistema hacia un equilibrio estable. Estos hallazgos ofrecen valiosas ideas sobre los factores que rigen la sincronización de la actividad de las hormigas y destacan el delicado equilibrio entre los parámetros del modelo necesarios para generar patrones rítmicos.