Additional Navigational Strategies Can Augment Odor-Gated Rheotaxis for Navigation under Conditions of Variable Flow
Notice bibliographique
Résumé
The navigation strategies animals use to find sources of odor depend on the olfactory stimuli, the properties of flowing fluids, and the locomotory capabilities of the animal. In high Reynolds number environments, animals typically use odor-gated rheotaxis to find the source of turbulent odor plumes. This strategy succeeds because, although turbulence creates an intermittent chemical cue, the animal follows the (continuous) directional cue created by the flow that is transporting the chemical. However, in nature, animals may lose all contact with an odor plume as variations in the direction of bulk flow cause the plume to be rotated away before the animal reaches the source of the odor. Our goal was to use a mathematical model to test the hypothesis that strategies that augment odor-gated rheotaxis would be beneficial for finding the source of an odor plume in such variable flow. The model links a stochastic variable-direction odor plume with a turbulence-based intermittent chemical signal and four different movement strategies, including: odor-gated rheotaxis alone (as a control), odor-gated rheotaxis augmented by further rheotaxis in the absence of odor, odor-gated rheotaxis augmented by a random walk, and odor-gated rheotaxis augmented by movement actively guided by the heading of the flow when the odor was still present. We found that any of the three augmented strategies could improve on strict odor-gated rheotaxis. Moreover, variations in performance caused the best strategy to depend on the speed of movement of the animal and the magnitude of the variation in flow, and more subtly on the duration over which the augmented strategy was performed. For most combinations of parameters in the model, either augmenting with a random walk or following the last-known heading were the best-performing strategies. Overall, our results suggest that marine animals that rely on odor cues to navigate in turbulent environments may augment odor-gated rheotaxis with additional movements that will increase the probability of finding the sources of odors. Moreover, we believe our approach to modeling odor plumes in variable flows is a valuable step toward mathematically capturing the key conditions experienced by animals navigating on the basis of odors carried by flows.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».