Цикады начинают петь, когда Солнце находится на 3,8 градуса ниже горизонта

Ученые из Института Вейцмана совместно с зарубежными коллегами выяснили, что цикады начинают петь в строго определенный момент: когда солнце находится на 3,8 градуса ниже горизонта.

Работа опубликована в журнале Physical Review E.

Ученые несколько недель записывали звуки цикад рядом с Бангалором в Индии. Анализируя данные методами физики, аналогичными изучению фазовых переходов в материалах, они обнаружили удивительную закономерность. Полная интенсивность хора из тысяч насекомых достигается за 60 секунд, причем максимальный темп этого нарастания всегда приходится на одно то же положение Солнца.

Цикады реагируют на строго определенный уровень освещенности – 4-6 люкс, с вариацией всего в 25%. Насекомые настроены не на размытую область яркости, а на точный визуальный сигнал. Такая стабильность сохраняется даже при колебаниях температуры и влажности.

Но резкий переход от тишины к полному хору невозможно объяснить только индивидуальными реакциями на освещенность. Ученые предположили, что на цикад влияет процесс группового принятия решений: цикады ориентируются не только на свет, но и на звуки соседей. Для проверки теории ученые создали статистическую модель, где каждая цикада ведет себя как "спин" электрона, подверженный влиянию внешнего светового поля и активности сородичей.

Умеренный уровень взаимодействия между цикадами обеспечивал наилучшее соответствие реальным данным. Слишком слабое взаимодействие приводило к рассогласованным реакциям, а сильное – к спонтанному хору, не связанному с освещением.

"Мы давно знали, что животные реагируют на восход солнца и сезонные изменения света. Но впервые смогли количественно оценить, насколько точно цикады настраиваются на интенсивность света – и это поразительно", – отметил соавтор работы профессор Рэймонд Гольдштейн.

Ученые связывают хор цикад с коллективным поведением, проявляющимися в колониях муравьев, стаях птиц и даже в финансовых решениях людей. Изучение цикад помогает понять, как организмы согласовывают личное восприятие и социальную обратную связь при принятии быстрых и точных решений.