همهمة الزرزور: العلم وراء أحد أعظم عروض الطبيعة

مينّو شايفر / شترستوك

إن مشاهدة همهمات الزرزور، بينما تنقضّ الطيور وتغوص وتحلق في السماء، من أروع متع أمسيات الشتاء المظلمة. من نابولي إلى نيوكاسل، تُقدّم أسراب الطيور الرشيقة نفس العرض البهلواني المذهل، تتحرك بتناغم تام. لكن كيف تفعل ذلك؟ لماذا لا تتحطم؟ وما الهدف؟

في ثلاثينيات القرن الماضي، اقترح أحد العلماء البارزين أن الطيور لا بد أن تمتلك قوىً نفسيةً لتتعاون في سرب. ولحسن الحظ، بدأ العلم الحديث يجد إجاباتٍ أفضل.

لفهم ما تفعله طيور الزرزور، نبدأ من عام ١٩٨٧ عندما أنشأ عالم الحاسوب الرائد كريج رينولدز محاكاةً لسرب من الطيور . هذه "الطيور"، كما أطلق رينولدز على مخلوقاته المُولّدة حاسوبيًا، اتبعت ثلاث قواعد بسيطة فقط لإنشاء أنماط حركتها المختلفة: الطيور القريبة تتباعد، والطيور التي تُوازِن اتجاهاتها وسرعتها، والطيور الأبعد تقترب.

تم استخدام بعض هذه الأنماط بعد ذلك لإنشاء مجموعات حيوانية تبدو واقعية في الأفلام، بدءًا من فيلم Batman Returns في عام 1992 وأسراب الخفافيش و"جيش" البطاريق . والأهم من ذلك، لم يتطلب هذا النموذج أي توجيه بعيد المدى أو قوى خارقة للطبيعة - فقط تفاعلات محلية. أثبت نموذج رينولدز أنه من الممكن بالفعل تكوين قطيع معقد من خلال اتباع الأفراد لقواعد أساسية، وبالتأكيد "بدت" المجموعات الناتجة مثل تلك الموجودة في الطبيعة. ومن نقطة البداية هذه ظهر مجال كامل لنمذجة حركة الحيوانات. وقد تم تحقيق مطابقة هذه النماذج للواقع بشكل مذهل في عام 2008 من قبل مجموعة في إيطاليا تمكنت من تصوير همهمات الزرزور حول محطة السكة الحديد في روما، وإعادة بناء مواقعها بتقنية ثلاثية الأبعاد، وإظهار القواعد التي تم استخدامها. وما وجدوه هو أن الزرزور يسعى إلى مطابقة اتجاه وسرعة أقرب سبعة جيران أو نحو ذلك، بدلاً من الاستجابة لحركات جميع الطيور القريبة من حولهم.

عندما نشاهد همهمةً تنبض على شكل موجات وتدور في صفوف من الأشكال، غالبًا ما يبدو الأمر كما لو أن هناك مناطق تتباطأ فيها الطيور وتتكدس، أو مناطق تتسارع فيها وتتباعد. في الواقع، يعود هذا إلى حد كبير إلى الوهم البصري الناتج عن إسقاط السرب ثلاثي الأبعاد على رؤيتنا ثنائية الأبعاد للعالم، وتشير النماذج العلمية إلى أن الطيور تطير بسرعة ثابتة.

بفضل جهود علماء الحاسوب والفيزيائيين النظريين وعلماء الأحياء السلوكية، أصبحنا نعرف الآن كيفية توليد هذه الهمهمات. السؤال التالي هو: لماذا تحدث أصلًا؟ ما الذي دفع طيور الزرزور إلى تطوير هذا السلوك؟

أحد التفسيرات البسيطة هو الحاجة إلى الدفء ليلاً خلال فصل الشتاء: فالطيور تحتاج إلى التجمع في مواقع أكثر دفئًا والمبيت على مقربة لمجرد البقاء على قيد الحياة. يمكن لطيور الزرزور أن تتجمع في مواقع مجاثمها - أحواض القصب، والأسيجة الكثيفة، والهياكل البشرية مثل السقالات - بأكثر من 500 طائر لكل متر مكعب ، وأحيانًا في أسراب تضم عدة ملايين من الطيور. تُشكل هذه التجمعات العالية من الطيور هدفًا مغريًا للحيوانات المفترسة. لا يرغب أي طائر في أن يكون فريسة للحيوانات المفترسة، لذا فإن السلامة في الأعداد هي سر النجاح، كما أن الكتل المتراكمة تُسبب ارتباكًا يمنع استهداف فرد واحد.

طيور الزرزور ليست ذات قدرات نفسية، بل هي فقط بارعة في اتباع القواعد. تصوير: أدري / شترستوك

ومع ذلك، غالبًا ما تنتقل طيور الزرزور إلى مجاثمها من مسافات تبعد عشرات الكيلومترات، وتستهلك طاقةً أكبر في هذه الرحلات مما يمكن توفيره لو استقرت في أماكن أكثر دفئًا بقليل. لذا، لا بد أن الدافع وراء هذه المجاثم الضخمة يتجاوز مجرد درجة الحرارة.

قد يكون الأمان في الأعداد هو المحرك لهذا النمط، ولكن هناك فكرة مثيرة للاهتمام تشير إلى أن القطعان قد تتشكل بحيث يمكن للأفراد مشاركة المعلومات حول البحث عن الطعام. تشير هذه " فرضية مركز المعلومات " إلى أنه عندما يكون الطعام غير متجانس ويصعب العثور عليه، فإن أفضل حل طويل الأمد يتطلب تبادل المعلومات بين أعداد كبيرة من الأفراد. وكما تتشارك نحل العسل في موقع بقع الزهور، فإن الطيور التي تجد الطعام يومًا ما وتتشارك المعلومات طوال الليل ستستفيد من معلومات مماثلة في يوم آخر. وعلى الرغم من أن أعدادًا أكبر من الطيور تنضم إلى المجثمات عندما يكون الطعام في أشد حالاته ندرة ، وهو ما يبدو أنه يوفر بعض الدعم المحدود للفكرة، فقد ثبت حتى الآن أنه من الصعب للغاية اختبار الفرضية العامة بشكل صحيح.

لقد توسّع فهمنا لحركة مجموعات الحيوانات بشكل هائل خلال العقود القليلة الماضية. ويتمثل التحدي التالي في فهم الضغوط التطورية والتكيفية التي أوجدت هذا السلوك، وما قد يعنيه ذلك للحفاظ على البيئة مع تغيّر تلك الضغوط. ربما نستطيع تكييف فهمنا واستخدامه لتحسين التحكم الذاتي في الأنظمة الروبوتية. ولعل سلوك السيارات الآلية في ساعات الذروة في المستقبل سيعتمد على طيور الزرزور وهمهمة طيورها.