蚊群在移动标记物上方的动力学

昆虫群是理解集体行为的模型系统，其中集体运动表现为无序。为在原地发起并维持群，飞行昆虫常使用一种称为标记物的视觉外部线索。在蚊子中，理解群集行为及其与标记物的关系还具有额外的医学意义，因为野外群集常先于交配，从而构成控制蚊群数量所需拦截的重要阶段。本文中，我们进行初步实验以刻画蚊群与标记物之间的视觉耦合。构建了一个带人工照明的实验室微观系统，以刺激疟蚊 Anopheles stephensi 持续群集。该实验装置用于以立体相机系统拍摄蚊群，同时标记物以不同频率来回移动。频率响应的系统辨识分析表明，群与标记物之间的关系可由反馈环中的延迟二阶动力学描述。此外，内部时间延迟的长度似乎与标记物上群集的蚊子数量相关，表明此类延迟或可捕捉群集系统中的社会互动。对于昆虫群，轨迹数据的模型拟合提供了一种依据标记物特征数值比较不同物种群集行为的方法。这些初步结果推动了将反馈中的线性动力学系统作为昆虫群建模框架的研究，并为未来研究奠定基础。