Veel dieren moeten zich in hun omgeving verplaatsen om middelen te vinden om te leven en zich voort te planten.

Wetenschappers hebben vele jaren specifieke voorbeelden hiervan bestudeerd, maar er zijn niet veel verbindende kaders om de algemene organisatieprincipes van dierenbewegingen te begrijpen.

Dit geldt met name voor dierencollectieven zoals mierenkolonies, wiens individuele routes bij het zoeken naar voedsel er eerder uit kunnen zien als een 'willekeurige wandeling'.

Nu heeft een interdisciplinair team van wetenschappers van de Universiteit van Bristol een meer fundamenteel model van collectieve beweging ontwikkeld dat voorspellingen genereert voor hoe individuen in hechte groepen zouden moeten bewegen, overwegende hoe hun bewegingsgedrag moet worden geoptimaliseerd voor succes op kolonieniveau bij het vinden van voedsel.

Hun onderzoek is vandaag gepubliceerd in de Tijdschrift van de Royal Society Interface .

Een van de auteurs, Dr. Edmund Hunt van de afdeling Technische Wiskunde van de Universiteit van Bristol, zei:"We erkenden dat de uitdaging die een mierenkolonie moet oplossen dezelfde is als de uitdaging van een gokker die probeert de rijkdom op de lange termijn te maximaliseren.

"De wiskundige John Kelly produceerde in 1956 een resultaat dat aantoont dat de manier om dit te doen is door te wedden op spellen in verhouding tot de kans om te winnen - dus zet meer geld in op meer waarschijnlijke uitkomsten.

"De mieren, dan, moeten hun verzamelaars (hun 'rijkdom') toewijzen aan foerageergebieden op basis van hoe waarschijnlijk het is dat ze daar voedsel zullen vinden."

Als dit inderdaad de beste strategie is, evolutie had bewegingsgedrag moeten produceren dat ertoe leidt dat mieren bij voorkeur tijd doorbrengen in gebieden met een hoge kans op uitbetaling.

Dit resulteert in wiskundige bewegingsmodellen die rechtstreeks kunnen worden ontleend aan statistische technieken die oorspronkelijk in de natuurkunde zijn ontwikkeld, steekproeven nemen uit complexe kansverdelingen (complexe 'omgevingen').

Het nieuwe raamwerk voor dierenbewegingen genereert theoretische voorspellingen voor de manier waarop sterk verwante collectieven van organismen zich zouden moeten verplaatsen, die in de toekomst experimenteel kunnen worden onderzocht in een breed scala van biologische systemen.