Har du någonsin passerat en fruktträdgård med grenar sprängfyllda av blommor och undrar hur träden "vet" när de ska blomma eller bära frukt på samma gång? Eller kanske du har gått genom skogen, knasande massor av ekollon under fötterna ett år men nästan ingen nästa år.

Forskare från University of California, Davis, har övervägt en sådan synkronisering mycket. 2015, de utvecklade en datormodell som visar att en av de mest kända modellerna inom statistisk fysik, Ising-modellen, skulle kunna användas för att förstå varför händelser inträffar samtidigt över långa avstånd.

I en ny studie, publicerad 5 februari i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences , de satte sin datormodell på prov med hjälp av tusentals riktiga pistageträd planterade på ett rutnät och fann att det fungerade.

"Vi försöker förstå dynamiken i tid och rum hos ekologiska populationer, sa seniorförfattaren Alan Hastings, professor vid institutionen för miljövetenskap och policy vid UC Davis. "Vi kunde använda en mycket stor datamängd från mer än 6, 500 träd i en pistageträdgård och kunde visa att ekologiska system kan styras av Ising-modellen."

Magnetiska anslutningar

Ising-modellen utvecklades för att förklara permanenta magneter, som sådana som fastnar på en kylskåpsdörr, men författarna visade att det också kan hjälpa till att förklara hur pistageträd synkroniseras i en fruktträdgård.

I magnetiska material, krafter mellan angränsande atomer tenderar att hålla elektronerna i linje så att deras magnetiska krafter adderas. Ising-modellen gör kvantitativa förutsägelser av hur granne-till-granne-interaktioner kan skapa anpassningar över stora avstånd.

Om närliggande träd är synkroniserade, det antyder att de kommunicerar på något sätt. Även om författarna inte identifierar medlen för denna kommunikation, de antyder att det kan vara en konsekvens av rotympning, där rötter flätas samman. Ympning kan hjälpa ett träd att "berätta" för ett annat att det är dags att producera, vilket kan hjälpa närliggande träd att synkronisera sin produktion. Ising-modellen hjälper till att förutsäga hur interaktioner mellan träd bredvid varandra sprids genom hela fruktträdgården.

Synkroni finns i hela naturen

"Förekomster av synkront beteende, när allt kommer på en gång, finns i hela naturen, från frukt- och nötträd i fruktträdgårdar, till kottebärande träd i skogen och till och med den plötsliga spridningen av vissa infektionssjukdomar, " sa huvudförfattaren Andrew Noble, en projektforskare vid institutionen för miljövetenskap och policy vid UC Davis vid tidpunkten för studien. "Att förstå denna dynamik hjälper till att bättre förklara ekologiska system och deras effekter i naturliga och hanterade system."