Paukščių mokslas: kodėl sinchronizuoti varnėnai plaukioja dėl savo išlikimo

$config[ads_kvadrat] not found

Spausk gazą. unikali galimybė prisiliesti prie „Sherpų“

Spausk gazą. unikali galimybė prisiliesti prie „Sherpų“
Anonim

Žvilgsnis į spindesį, kai paukščiai plūsta, narda, ir ratas per dangų yra vienas iš nuostabių žiemos vakaro malonumų. Nuo Neapolio iki Niukaslio šie judrių paukščių pulkai daro tą patį neįtikėtiną akrobatinį ekraną, judantį tobuloje sinchronijoje. Bet kaip jie tai daro? Kodėl jie neužsikrečia? Ir kas yra taškas?

1930-aisiais metais vienas iš pirmaujančių mokslininkų teigė, kad paukščiai turi turėti psichines galias kartu dirbti pulke. Laimei, šiuolaikinis mokslas pradeda rasti geresnių atsakymų.

Norėdami suprasti, ką daro varnėnai, mes pradėjome grįžti 1987 m., Kai novatoriškas kompiuterių mokslininkas Craig Reynolds sukūrė paukščių pulko modeliavimą. Šios „boids“, kaip Reynolds pavadino savo kompiuteriais sukurtais tvariniais, sukūrė tik tris paprastas taisykles, kad sukurtų skirtingus jų judėjimo modelius: netoliese esantys paukščiai judėtų toliau, paukščiai atitiktų jų kryptį ir greitį, o tolesni paukščiai judėtų arčiau.

Taip pat žiūrėkite: „Swirling Starlings“ generuokite „Birdnado“ Apocalyptic Reddit Photo

Kai kurie iš šių modelių buvo panaudoti, kad filmuose būtų sukurtos realistiškos gyvūnų grupės, pradedant nuo Batmanas grįžta 1992 m. ir jos šikšnosparniai bei pingvinų „armija“. Svarbiausia, kad šiam modeliui nereikėjo jokių tolimų nuotolinių orientacijų arba antgamtinių galių - tik vietinės sąveikos. „Reynolds“ modelis įrodė, kad sudėtingos pulko iš tikrųjų buvo įmanoma per asmenis, vadovaujantis pagrindinėmis taisyklėmis, ir gautos grupės neabejotinai „atrodė“ kaip ir gamtos.

Nuo šio pradžios atsirado visas gyvūnų judėjimo modeliavimo laukas. Šių modelių suderinimas su realybe 2008 m. Buvo įspūdingai pasiekiamas Italijos grupėje, kuri sugebėjo filmuoti varnėjančius pėdsakus aplink geležinkelio stotį Romoje, rekonstruoti savo pozicijas trimatėje ir parodyti taikomas taisykles. Jie nustatė, kad varnėnai siekė suderinti artimiausių septynių ar panašių kaimynų kryptį ir greitį, o ne reaguoti į visų aplinkinių paukščių judėjimą.

Kai žiūriu į bangą sukrėtimą ir apsivertę formų masyvais, dažnai atrodo, kad yra sričių, kuriose paukščiai lėtai susilpnėja ir yra tankiai supakuoti arba kur jie pagreitėja ir sklinda plačiau. Tiesą sakant, tai daugiausia dėl optinės iliuzijos, sukurtos 3D flopo projekcijos ant mūsų 2D pasaulio vaizdų, o moksliniai modeliai rodo, kad paukščiai skrenda pastoviu greičiu.

Kompiuterių mokslininkų, teorinių fizikų ir elgsenos biologų pastangų dėka dabar žinome, kaip susidaro šie nusižudymai. Kitas klausimas: kodėl jie apskritai vyksta? Kas sukėlė varnėnams išsivystyti šį elgesį?

Vienas paprastas paaiškinimas yra šilumos poreikis naktį žiemą: paukščiai turi susirinkti šiltesnėse vietose ir gretimose vietose, kad liktų gyvi. „Starlings“ gali įsitaisyti į stovyklavietę - nendrės, tankus gyvatvorę, žmogaus struktūras, tokias kaip pastoliai - daugiau nei 500 paukščių kubiniame metre, kartais kelių milijonų paukščių pulkuose. Tokios didelės paukščių koncentracijos būtų viliojantis tikslas plėšrūnams. Nė vienas paukštis nenori būti tas, kurį plėšrūnai pasiima, todėl skaičiaus saugumas yra žaidimo pavadinimas, o sukasi masės sukuria painiavos efektą, neleidžiant vienam asmeniui nukreipti.

Tačiau varnėnai dažnai keliauja į daugelį dešimčių kilometrų, o šiais skrydžiais jie sunaudoja daugiau energijos, nei būtų galima sutaupyti pakeliant nežymiai šiltesnėse vietose. Todėl šių milžiniškų pakraščių motyvacija turi būti daugiau nei vien tik temperatūra.

Taip pat žiūrėkite: Milžiniškas žvaigždės spiečius užtvindė dangų virš Romos

Skaitmeninis saugumas gali paskatinti modelį, tačiau intriguojanti idėja rodo, kad pulkai gali sudaryti taip, kad žmonės galėtų dalytis informacija apie pašarus. Tai, „informacijos centro hipotezė“, rodo, kad kai maistas yra nevienodas ir sunku rasti, geriausias ilgalaikis sprendimas reikalauja abipusio keitimosi informacija tarp daugelio asmenų. Kaip ir medaus bičių pasidalijimo vieta, gėlių pleistrai, paukščiai, kurie randa vieną dieną ir dalijasi informacija per naktį, naudos kitą dieną panašią informaciją. Nors daugelis paukščių prisijungia prie pakrančių, kai maistas yra pats skurdžiausias, o tai, atrodo, suteikia tam tikrą ribotą paramą šiai idėjai, iki šiol pasirodė labai sunku tinkamai išbandyti bendrą hipotezę.

Per pastaruosius kelis dešimtmečius mūsų supratimas apie judančių gyvūnų grupes labai padidėjo. Kitas iššūkis yra suprasti evoliucinius ir adaptyvius spaudimus, kurie sukūrė šį elgesį, ir ką jis gali reikšti išsaugojimui, kai šie pokyčiai kinta. Galbūt galime pritaikyti savo supratimą ir panaudoti ją tobulinti autonominę robotų sistemų kontrolę. Galbūt ateities automatizuotų automobilių bėgimo valandų elgesys bus grindžiamas varnais ir jų nusižengimais.

Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas A. Jamie Wood ir Colin Beale pokalbyje. Skaitykite originalų straipsnį čia.

$config[ads_kvadrat] not found