Premier modèle mathématique du comportement des vaches

De nombreuses créatures présentent divers types de comportements collectifs : les oiseaux en troupeau, les bancs de poissons, les troupeaux de bétail et même les humains collaborent de temps en temps.

Déterminer la dynamique de ce type de comportement est un problème brûlant qui a conduit à un certain nombre de découvertes fondamentales ces dernières années. Qui aurait imaginé que les colonies bactériennes coopèrent lorsqu'elles se développent, que des bancs de poissons peuvent prendre des décisions collectives et qu'un essaim d'insectes peut agir comme un seul ? Et pourtant, les mathématiques qui décrivent ces systèmes démontrent avec quelle facilité ce genre de comportement peut émerger.

Aujourd'hui, les mathématiques de la synchronie animale font un pas en avant avec le dévoilement d'un modèle décrivant le comportement collectif des vaches.

Les vaches sont bien connues pour leur comportement collectif : elles ont tendance soit à toutes se coucher soit toutes à se lever par exemple. Jie Sun de l'Université Clarkson dans l'État de New York et ses collègues affirment que ce comportement peut être modélisé en considérant les vaches comme de simples oscillateurs : elles se tiennent debout ou se couchent et le font par cycles. Ces oscillateurs sont également couplés : une forme de couplage peut être qu'une vache est plus susceptible de se coucher si ceux qui l'entourent sont couchés et vice versa.

Le résultat est un modèle mathématique dans lequel le comportement collectif des vaches peut être étudié de manière abstraite.

Cela peut s'avérer plus utile qu'il n'y paraît. Les vaches heureuses ont tendance à se copier. Et les vaches heureuses sont également plus productives par diverses mesures telles que la quantité de lait qu'elles produisent. Certains chercheurs ont même proposé d'utiliser la synchronie comme mesure de la qualité de vie des bovins.

Le nouveau modèle peut aider à comprendre cela. Le modèle indique que la synchronie ne dépend pas de la force du couplage de manière simple. En fait, il prédit qu'une augmentation du couplage peut réduire le niveau de synchronie.

Cela sonnera une cloche pour de nombreux agriculteurs qui gardent leur bétail à l'intérieur pendant l'hiver. Ils savent depuis longtemps que lorsque le bétail est si surpeuplé qu'il n'y a pas assez de place pour qu'ils puissent tous se coucher en même temps, la productivité chute considérablement. En fait, dans certaines parties du monde, il existe des règles concernant l'espace dans lequel les bovins doivent se coucher.

Le nouveau modèle pourrait aider à déterminer le niveau de couplage qui maintient la production.

Cela dépend bien sûr de la nature de l'accouplement entre les vaches. Peut-être que les vaches copient simplement leurs voisines et le ressentent plus fortement, plus elles sont proches les unes des autres. C'est quelque chose qui pourrait être mesuré. Les chercheurs ont utilisé des images de Google Earth pour étudier les modèles que font les vaches lorsqu'elles s'alignent. Les mêmes images pourraient révéler comment le couplage dépend des distances entre les vaches.

Mais il peut y avoir d'autres facteurs à l'œuvre. Par exemple, il serait logique que quelques vaches dans un troupeau restent toujours debout pour surveiller les prédateurs et en effet ce comportement est parfois observé.

D'un autre côté, les vaches sont si élevées qu'il ne serait guère surprenant qu'elles aient perdu la capacité de se protéger des prédateurs naturels. C'est un sujet mûr pour la rumination d'un doctorant suffisamment intéressé.

Quoi qu'il en soit, le nouveau domaine de la dynamique des vaches semble prêt pour la traite (toux).

Réf : arxiv.org/abs/1005.1381 : Un modèle mathématique pour la dynamique et la synchronisation des vaches

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