Matematiker från University of Leicester har utvecklat en teori som förklarar hur små djur, som fladdermöss, insekter och fåglar, justera sitt rörelsebeteende baserat på signaler i sin omgivning.

I en tidning publicerad i Vetenskapliga rapporter , forskarna föreslår en enhetlig teori om djurrörelser som relaterar rörelsemönstret till ett djurs biologiska egenskaper som dess massa och kroppsform och till miljöns egenskaper.

Teorin visar hur olika rörelsemönster kan uppstå naturligt från samspelet mellan ett djurs kraft, miljöpåverkan, och ett djurs beteenderespons på miljösignalerna. Ledtrådarna inkluderar information om ett djurs rörelsemiljö, särskilt information om var matkällorna finns, rovdjur och parningspartner.

Teorin bygger på två antaganden:för det första, att ett födosökande djur i sin rörelse måste kontinuerligt utöva en kraft för att övervinna motståndet eller friktionen från omgivningen, och för det andra, att som svar på ledtrådar eller signaler som tas emot från omgivningen - till exempel genom buller eller lukt - måste djuret ändra sin hastighet i enlighet med detta och därmed utöva ytterligare kraft, till exempel som behövs för att undvika rovdjur.

Professor Sergei Petrovskii från University of Leicesters institution för matematik, som ledde forskningen, sa:"Under de senaste två decennierna, mönstren för djurrörelser har varit en fråga av hög kontrovers och ibland till och med en het debatt.

"Den traditionella uppfattningen är att ett djur som söker föda sprids i rymden i en långsam, diffust sätt, liknande hur små livlösa "brownska" partiklar rör sig i fysiska system. Det har ifrågasatts av växande bevis för att djur under vissa förhållanden kan utföra en snabbare "Levy Walk", vilket också anses ge en mer effektiv sökstrategi.

"Dock, hur djur faktiskt väljer mellan de två mönstren förblev ett mysterium. Vår nya teoretiska studie kastar ett nytt ljus över detta problem."

Teorin fungerar bäst för små djur som insekter, små fiskar och små fåglar.

Studien, som finansieras av Royal Society, tar ett viktigt steg för att förstå djurrörelsebeteende och kan hjälpa till att ge svar på frågor som hantering av biologisk invasion, kontroll av spridning av epidemier, och skydd av hotade arter.

Professor Petrovskii tillade:"Vi har arbetat med det här problemet i nästan tio år, och vi är mycket tacksamma till The Royal Society för deras stöd som gjorde det möjligt för oss att ta detta viktiga steg i vår forskning."