Špačkové mumlání: věda stojící Za jedním Z největších projevů přírody

Menno Schaefer / shutterstock

Sledování mumlání špačků, jak se ptáci snášejí, ponořují se a krouží po obloze, je jedním z největších potěšení temného zimního večera. Od Neapole po Newcastle tato hejna hbitých ptáků předvádějí stejnou neuvěřitelnou akrobatickou ukázku a pohybují se v dokonalé synchronizaci. Ale jak to dělají? Proč se nezřítí? A jaký to má smysl?

Ve třicátých letech minulého století jeden přední vědec navrhl, že ptáci musí mít psychické schopnosti , aby mohli fungovat společně v hejnu. Naštěstí moderní věda začíná nacházet lepší odpovědi.

Abychom pochopili, co špačci dělají, začneme v roce 1987, kdy průkopnický počítačový vědec Craig Reynolds vytvořil simulaci hejna ptáků . Tato „tělesa“, jak Reynolds nazval svá počítačově generovaná stvoření, se řídila pouze třemi jednoduchými pravidly, aby vytvořila své různé vzorce pohybu: blízcí ptáci se oddalují, ptáci přizpůsobují svůj směr a rychlost a vzdálenější ptáci se přibližují.

Některé z těchto vzorů byly poté použity k vytvoření realisticky vypadajících skupin zvířat ve filmech, počínaje Batman Returns v roce 1992 a jeho hejny netopýrů a „armádou“ tučňáků . Zásadní je, že tento model nevyžadoval žádné dálkové vedení nebo nadpřirozené síly – pouze lokální interakce. Reynoldsův model ukázal, že komplexní hejno bylo skutečně možné prostřednictvím jednotlivců, kteří dodržovali základní pravidla, a výsledné skupiny rozhodně „vypadaly“ jako ty v přírodě. Z tohoto výchozího bodu se objevila celá oblast modelování pohybu zvířat. Přizpůsobení těchto modelů realitě bylo okázale dosaženo v roce 2008 skupinou v Itálii, která byla schopna natočit špaččí mumraj kolem železniční stanice v Římě, rekonstruovat své pozice ve 3D a ukázat pravidla , která se používala. Zjistili, že špačci se spíše snažili přizpůsobit směr a rychlost nejbližším sedmi sousedům, než aby reagovali na pohyby všech okolních ptáků.

Když sledujeme šumění pulzující ve vlnách a vířící do polí tvarů, často se zdá, že existují oblasti, kde ptáci zpomalují a jsou hustě nacpaní, nebo kde zrychlují a rozšiřují se od sebe. Ve skutečnosti je to z velké části díky optické iluzi vytvořené 3D hejnem promítaným do našeho 2D pohledu na svět a vědecké modely naznačují, že ptáci létají stálou rychlostí.

Díky úsilí počítačových vědců, teoretických fyziků a behaviorálních biologů nyní víme, jak tyto mumraje vznikají. Další otázkou je, proč k nim vůbec dochází – co způsobilo, že špačci vyvinuli toto chování?

Jedním jednoduchým vysvětlením je potřeba tepla v noci během zimy: ptáci se potřebují shromáždit na teplejších místech a hřadovat v těsné blízkosti, jen aby zůstali naživu. Špačci se mohou nacpat do hnízdiště – rákosové záhony, husté živé ploty, lidské stavby jako lešení – v množství více než 500 ptáků na metr krychlový , někdy v hejnech několika milionů ptáků. Tak vysoké koncentrace ptáků by byly lákavým cílem pro dravce. Žádný pták nechce být tím, koho sebere predátor, takže bezpečnost v číslech je název hry a vířící masy vytvářejí matoucí efekt, který brání tomu, aby se zaměřoval jediný jedinec.

Špačci nejsou jasnovidci – jen jsou dobří v dodržování pravidel. Fotografie od Adri / shutterstock

Špačci však často dojíždějí na úkryty ze vzdálenosti mnoha desítek kilometrů a při těchto přeletech spálí více energie, než by se dalo ušetřit hřadováním na okrajově teplejších místech. Motivace pro tyto kolosální úkryty proto musí být více než samotná teplota.

Tento vzorec by mohla řídit bezpečnost v počtu, ale zajímavá myšlenka naznačuje, že se mohou tvořit hejna, aby jednotlivci mohli sdílet informace o hledání potravy. Tato „ hypotéza informačního centra “ naznačuje, že když je jídlo nerovnoměrné a je těžké najít nejlepší dlouhodobé řešení, vyžaduje vzájemné sdílení informací mezi velkým počtem jednotlivců. Stejně jako včely sdílejí umístění květinových polí, ptáci, kteří jeden den najdou potravu a sdílejí informace přes noc, budou mít prospěch z podobných informací další den. Ačkoli se větší množství ptáků připojuje k úkrytům , když je potravy nejvzácnější , což, jak se zdá, poskytuje určitou omezenou podporu pro myšlenku, ukázalo se, že je extrémně obtížné řádně otestovat celkovou hypotézu.

Naše chápání pohybujících se skupin zvířat se za posledních několik desetiletí nesmírně rozšířilo. Dalším úkolem je pochopit evoluční a adaptivní tlaky, které vytvořily toto chování, a co to může znamenat pro ochranu přírody, když se tyto tlaky změní. Možná můžeme přizpůsobit naše znalosti a použít je ke zlepšení autonomního řízení robotických systémů. Možná bude chování automatizovaných aut budoucnosti v dopravní špičce založeno na špačcích a jejich mumlání.