Мърморене на скорци: науката зад едно от най-великите прояви на природата

Мено Шефер / shutterstock

Гледането на мърморене на скорци, докато птиците се носят, гмуркат се и се въртят в небето, е едно от най-големите удоволствия на сумрачната зимна вечер. От Неапол до Нюкасъл всички тези ята пъргави птици правят една и съща невероятна акробатика, движейки се в перфектен синхрон. Но как го правят? Защо не се сриват? И какъв е смисълът?

Още през 30-те години на миналия век един водещ учен предположи, че птиците трябва да имат психически способности , за да работят заедно в ято. За щастие съвременната наука започва да намира някои по-добри отговори.

За да разберем какво правят скорците, започваме през 1987 г., когато компютърният учен Крейг Рейнолдс създава симулация на ято птици . Тези „боиди“, както Рейнолдс нарече своите компютърно генерирани същества, следваха само три прости правила, за да създадат различни модели на движение: близките птици се отдалечаваха, птиците изравняваха посоката и скоростта си, а по-отдалечените птици се приближаваха.

Някои от тези модели след това бяха използвани за създаване на реалистично изглеждащи животински групи във филми, като се започне с Батман се завръща през 1992 г. и неговите рояци прилепи и „армия“ от пингвини . Най-важното е, че този модел не изисква напътствия на далечни разстояния или свръхестествени сили – само локални взаимодействия. Моделът на Рейнолдс доказа, че едно сложно стадо наистина е възможно чрез индивиди, следващи основни правила, и получените групи със сигурност „изглеждаха“ като тези в природата. От тази начална точка се появи цяло поле на моделиране на движението на животни. Съпоставянето на тези модели с реалността беше грандиозно постигнато през 2008 г. от група в Италия, която успя да заснеме мърморене на скорци около железопътната гара в Рим, да възстанови техните позиции в 3D и да покаже правилата , които се използват. Това, което откриха, беше, че скорците се стремят да съответстват на посоката и скоростта на най-близките седем или повече съседи, вместо да реагират на движенията на всички близки птици около тях.

Когато гледаме как мърморенето пулсира на вълни и се върти в масиви от форми, често изглежда, че има зони, където птиците се забавят и се струпват плътно, или където се ускоряват и се раздалечават по-широко. Всъщност това до голяма степен се дължи на оптична илюзия, създадена от 3D ятото, проектирано върху нашия 2D изглед на света, а научните модели предполагат, че птиците летят с постоянна скорост.

Благодарение на усилията на компютърните учени, теоретичните физици и поведенческите биолози сега знаем как се генерират тези шумове. Следващият въпрос е защо изобщо се случват – какво е накарало скорците да развият това поведение?

Едно просто обяснение е нуждата от топлина през нощта през зимата: птиците трябва да се събират заедно на по-топли места и да нощуват в непосредствена близост, само за да останат живи. Скорците могат да се съберат в място за нощувка – тръстикови лехи, гъсти живи плетове, човешки конструкции като скелета – при повече от 500 птици на кубичен метър , понякога в ята от няколко милиона птици. Такива високи концентрации на птици биха били примамлива цел за хищници. Никоя птица не иска да бъде тази, която хищникът отвлича, така че името на играта е безопасността на числеността, а въртящите се маси създават ефект на объркване, предотвратявайки насочването към един индивид.

Скорците не са екстрасенси – те просто са добри в спазването на правилата. Снимка от Adri / shutterstock

Въпреки това, скорците често пътуват до нощувки от много десетки километри и те изгарят повече енергия при тези полети, отколкото биха могли да спестят, като нощуват на малко по-топли места. Следователно мотивацията за тези колосални убежища трябва да е повече от температурата.

Безопасността в числеността може да доведе до модела, но една интригуваща идея предполага, че стадата могат да се образуват, така че индивидите да могат да споделят информация за търсенето на храна. Това, „ хипотезата на информационния център “, предполага, че когато храната е неравномерна и е трудно да се намери най-доброто дългосрочно решение изисква взаимно споделяне на информация между голям брой хора. Точно както медоносните пчели споделят местоположението на цветни петна, птиците, които намират храна един ден и споделят информация през нощта, ще се възползват от подобна информация друг ден. Въпреки че по-голям брой птици се присъединяват към нощувки , когато храната е най-оскъдна , което изглежда предоставя известна ограничена подкрепа за идеята, досега се оказа изключително трудно да се тества правилно цялостната хипотеза.

Нашето разбиране за движещите се животински групи се разшири значително през последните няколко десетилетия. Следващото предизвикателство е да разберем еволюционния и адаптивен натиск, който е създал това поведение, и какво може да означава за опазването, когато тези натиск се променят. Възможно е да можем да адаптираме нашето разбиране и да го използваме, за да подобрим автономния контрол на роботизираните системи. Може би поведението на автоматизираните автомобили на бъдещето в пиковите часове ще се основава на скорците и тяхното мърморене.