Оптимальный баланс индивидуального и коллективного в кормодобывании медоносных пчёл

Цель. Ранее мы разработали минимальную модель кормодобывания в колонии медоносных пчёл, применимую для описания как процесса принятия решений, так и фазового перехода между двумя поведенческими модами колонии, индивидуальной и коллективной. В данной работе мы показываем, что эта модель применима также для определения оптимального разделения труда в колонии, а именно для определения оптимальных пропорций между разными типами фуражиров, разведчиками и рекрутами. Модель. Мы представляем этапы процесса кормодобывания в виде реакций химической кинетики, что приводит к уравнениям реакции-диффузии. Реакционная часть описывает динамические моды процесса кормодобывания: вербовку безработных фуражиров к прибыльным источникам пищи, отказ работающих фуражиров от источников, которые стали неприбыльными в результате их эксплуатации, и разведку. Диффузия описывает передачу информации в колонии медоносных пчёл. Мы предполагаем практически идеальную точность передачи и использования информации об источниках пищи в колонии, что моделируется очень малым коэффициентом диффузии работающих фуражиров в информационном пространстве. Напротив, коэффициент диффузии безработных фуражиров выбирается большим, чтобы обеспечить их полное перемешивание в информационном пространстве. Это моделирует одинаковую доступность к передаваемой информации для всех безработных фуражиров в улье. Результаты. Мы рассматриваем прибыль колонии на эксплуатируемом источнике пищи как количество фуражиров, работающих на данном источнике, взвешенное по его ценности для колонии. Найдено, что при росте интенсивности разведки прибыль колонии сначала растёт, а затем начинает падать, иллюстрируя таким образом, что существует оптимальный баланс разведчиков и рекрутов, который обеспечивает наибольший приток пищевого ресурса в колонию. Заключение. Оптимальное разделение труда в колонии медоносных пчёл, определяющее динамический баланс между исследованием и эксплуатацией в постоянно меняющейся окружающей среде, является залогом выживания колонии. Учитывая, что разведчики используют исключительно личную информацию, а рекруты пользуются всем преимуществом социума, то есть социальной информацией, можно сказать, что наша модель описывает оптимальный баланс между индивидуальным и коллективным в колонии.