椋鸟群网络以低成本管理共识中的不确定性

椋鸟群展现出在高度不确定环境及有限、嘈杂信息下维持群体凝聚力的非凡能力。近期研究表明，大型椋鸟群中的个体仅对固定数量的最近邻做出响应，但此前尚不清楚为何该数量为七。我们分析了来自多个椋鸟群的实证数据中共识对不确定性的鲁棒性，结果表明，拥有六或七个邻居的群相互作用网络优化了群体凝聚力与个体努力之间的权衡。利用我们的系统理论方法，通过测量相互作用网络鲁棒性作为网络结构（即谁感知谁）的函数，我们能够将这些邻居数量与更少或更多的数量区分开来。该量化指标衡量了共识行为期间由于扰动和噪声导致的网络内分歧，并可在参数化的假设感知策略族（此处参数为邻居数量）上进行评估。我们进一步利用该方法表明，在所研究的椋鸟群范围内，最佳邻居数量并不取决于群内的鸟类数量，而是取决于群的形状，特别是其厚度。结果表明，对不确定性的鲁棒性可能是椋鸟群集行为进化的一个因素。更广泛地说，我们的结果阐明了相互作用网络在集体行为不确定性管理中的作用，并推动了该方法在其他生物网络中的应用。