Putnu zinātne: Kāpēc sinhronizētie starlings lido viņu izdzīvošanai

$config[ads_kvadrat] not found

Preesens (vanha versio)

Preesens (vanha versio)
Anonim

Viens no skaistākajiem ziemas vakara baudījumiem ir skatīties uz skatuvietēm, jo ​​putni paceļas, nirzās un ritenis pa debesīm. No Neapoles līdz Ņūkāslai šie drosmīgie putni ir vienādi neticami akrobātiski, pārvietojoties perfektā sinhronijā. Bet kā viņi to dara? Kāpēc viņi nav crash? Un kas ir punkts?

1930. gados viens vadošais zinātnieks ierosināja, ka putniem ir jābūt psihiskām pilnvarām, lai darbotos kopā ganāmpulkā. Par laimi, mūsdienu zinātne sāk atrast labākas atbildes.

Lai saprastu, ko dara strazdi, sākamies 1987. gadā, kad jaunais datorzinātnieks Craig Reynolds radīja putnu saimes simulāciju. Šie „bidi”, kā Reynolds dēvēja par datoru radītajām radībām, sekoja tikai trim vienkāršiem noteikumiem, lai izveidotu dažādus kustības modeļus: blakus esošie putni virzītos tālāk, putni virzītu savu virzienu un ātrumu, un tālāki putni tuvotos.

Skatiet arī: Swirling Starlings Generate “Birdnado” Apocalyptic Reddit Photo

Daži no šiem modeļiem tika izmantoti, lai filmās radītu reālistiskas meklējat dzīvnieku grupas, sākot ar Batman atgriežas 1992. gadā un tās sikspārņu un pingvīnu armijas. Būtiski, ka šim modelim nebija vajadzīgas tāldarbības vadlīnijas vai pārdabiskas pilnvaras - tikai vietējās mijiedarbības. Reynolda modelis izrādījās sarežģīts ganāmpulks, kas patiešām bija iespējams caur indivīdiem pēc pamatnoteikumiem, un radušās grupas, protams, „izskatījās” kā dabā.

No šī sākuma parādījās visa dzīvnieku kustības modelēšanas joma. Šo modeļu pielāgošana realitātei 2008. gadā bija acīmredzami panākta Itālijas grupā, kas varēja filmēt strazdus pa Romas dzelzceļa staciju, rekonstruēt savas pozīcijas 3D un parādīt noteikumus, kas tika izmantoti. Viņi atklāja, ka strazdi meklēja tuvāko septiņu kaimiņu virzienu un ātrumu, nevis reaģēja uz apkārtējo putnu kustībām.

Kad mēs skatāmies burbuļošanu, kas pulsējas viļņos un virpojas formu masīvos, bieži parādās, ka ir vietas, kur putni palēninās un kļūst biezi iesaiņoti vai kur tie paātrinās un izplatās plašāk. Patiesībā tas lielā mērā ir saistīts ar optisko ilūziju, ko radījusi 3D ganāmpulka projekcija uz mūsu 2D pasaules skatījumu, un zinātniskie modeļi liecina, ka putni lido vienmērīgā ātrumā.

Pateicoties datorzinātnieku, teorētisko fiziķu un uzvedības biologu centieniem, mēs tagad zinām, kā tiek radītas šīs murmācijas. Nākamais jautājums ir: Kāpēc tie vispār notiek? Kas izraisīja strazdus, ​​lai attīstītu šo uzvedību?

Viens vienkāršs skaidrojums ir nepieciešamība pēc siltuma naktī ziemā: putniem ir jāsavāc siltākas vietas un cieši jāatrodas tuvu, lai paliktu dzīvs. Starlings var iesaiņoties kempinga vietā - niedru gultās, blīvos dzīvžogi, cilvēka struktūras, piemēram, sastatnes - vairāk nekā 500 putnu uz kubikmetru, dažreiz vairāku miljonu putnu saimēs. Šādas augstas putnu koncentrācijas būtu vilinošs mērķis plēsējiem. Neviens putns nevēlas būt tāds, kas plēsoņu izspiež, tāpēc drošība numuros ir spēles nosaukums, un virpuļojošās masas rada neskaidrību, novēršot, ka viens cilvēks tiek mērķēts.

Tomēr strazdi bieži pārvietojas uz daudzu desmitu kilometru attālumā esošām mājām, un šajos lidojumos viņi sadedzina vairāk enerģijas, nekā varētu ietaupīt, braucot nelielās siltumvietās. Tāpēc šo milzīgo sakņu motivācijai jābūt vairāk nekā tikai temperatūrai.

Skatiet arī: Milzīgs zvērestu strazds aizskāra debesis pār Romu

Drošība skaitļos varētu vadīt modeli, bet intriģējoša ideja liecina, ka ganāmpulkus var veidot tā, lai indivīdi varētu dalīties ar informāciju par barību. Tas, “informācijas centra hipotēze”, liecina, ka, ja pārtika ir nevienmērīga un grūti atrodama, labākais ilgtermiņa risinājums prasa savstarpēju informācijas apmaiņu starp daudziem indivīdiem. Tāpat kā medus bišu koplietošanas vieta ir ziedu plāksteri, putni, kas vienu dienu atrod pārtiku, un dalās ar informāciju naktī gūs labumu no līdzīgas informācijas citā dienā. Lai gan lielāks skaits putnu pievienojas roosts, kad pārtika ir visvairak, kas, šķiet, sniedz nelielu atbalstu idejai, līdz šim ir bijis ļoti grūti pareizi pārbaudīt vispārējo hipotēzi.

Mūsu izpratne par kustīgajām dzīvnieku grupām pēdējo desmitgažu laikā ir ievērojami paplašinājusies. Nākamais uzdevums ir izprast evolūcijas un adaptīvo spiedienu, kas ir radījis šo uzvedību, un to, ko tas varētu nozīmēt saglabāšanai, kad šie spiedieni mainās. Iespējams, mēs varam pielāgot savu izpratni un izmantot to, lai uzlabotu autonomu robotu sistēmu kontroli. Iespējams, ka nākotnes automatizēto automašīnu skriešanās stundās balstīsies uz strazdiem un viņu sāpēm.

Šis raksts sākotnēji tika publicēts A. Jamie Wood un Colin Beale sarunā. Lasiet oriģinālo rakstu šeit.

$config[ads_kvadrat] not found