Murmuriadau drudwy: Y Wyddoniaeth Y Tu ôl I Un O Arddangosiadau Gorau Byd Natur

Menno Schaefer / shutterstock

Mae gwylio murmuriadau drudwy wrth i’r adar lifo, plymio a gwibio drwy’r awyr yn un o bleserau mawr noson gwyll o aeaf. O Napoli i Newcastle mae’r heidiau hyn o adar ystwyth i gyd yn gwneud yr un arddangosfa acrobatig anhygoel, gan symud mewn cydamseriad perffaith. Ond sut maen nhw'n ei wneud? Pam nad ydyn nhw'n damwain? A beth yw'r pwynt?

Yn ôl yn y 1930au awgrymodd un gwyddonydd blaenllaw fod yn rhaid i adar gael pwerau seicig i weithredu gyda'i gilydd mewn praidd. Yn ffodus, mae gwyddoniaeth fodern yn dechrau dod o hyd i atebion gwell.

Er mwyn deall beth mae'r ddrudwen yn ei wneud, dechreuwn yn ôl yn 1987 pan greodd y gwyddonydd cyfrifiadurol arloesol Craig Reynolds efelychiad o haid o adar . Roedd y “boids” hyn, fel y galwodd Reynolds yn greaduriaid cyfrifiadurol, yn dilyn tair rheol syml yn unig i greu eu gwahanol batrymau symud: byddai adar cyfagos yn symud ymhellach oddi wrth ei gilydd, byddai adar yn alinio eu cyfeiriad a’u cyflymder, a byddai adar mwy pell yn symud yn agosach.

Yna defnyddiwyd rhai o’r patrymau hyn i greu grwpiau anifeiliaid realistig yr olwg mewn ffilmiau, gan ddechrau gyda Batman Returns yn 1992 a’i heidiau o ystlumod a “byddin” o bengwiniaid . Yn hollbwysig nid oedd angen unrhyw ganllawiau pellgyrhaeddol, na phwerau goruwchnaturiol ar y model hwn – dim ond rhyngweithiadau lleol. Profodd model Reynolds yn ddiadell gymhleth a oedd yn wir bosibl trwy unigolion yn dilyn rheolau sylfaenol, ac roedd y grwpiau canlyniadol yn sicr yn “edrych” fel y rhai mewn natur. O'r man cychwyn hwn datblygodd maes cyfan o fodelu symudiadau anifeiliaid. Cyflawnwyd paru’r modelau hyn â realiti yn syfrdanol yn 2008 gan grŵp yn yr Eidal a oedd yn gallu ffilmio murmuriadau drudwy o amgylch yr orsaf reilffordd yn Rhufain, ail-greu eu safleoedd mewn 3D, a dangos y rheolau a oedd yn cael eu defnyddio. Yr hyn a ganfuwyd oedd bod drudwy yn ceisio cyfateb cyfeiriad a chyflymder y saith cymydog agosaf, yn hytrach nag ymateb i symudiadau'r holl adar cyfagos o'u cwmpas.

Pan fyddwn ni’n gwylio murmuriad yn curiadu mewn tonnau ac yn chwyrlïo’n araeau o siapiau mae’n ymddangos yn aml fel pe bai ardaloedd lle mae adar yn arafu, ac yn dod yn drwchus o drwch, neu lle maen nhw’n cyflymu ac yn lledaenu’n ehangach. Mewn gwirionedd mae hyn yn bennaf oherwydd rhith optegol a grëwyd gan y praidd 3D yn cael ei daflunio i'n golwg 2D o'r byd, ac mae modelau gwyddonol yn awgrymu bod yr adar yn hedfan ar gyflymder cyson.

Diolch i ymdrechion gwyddonwyr cyfrifiadurol, ffisegwyr damcaniaethol a biolegwyr ymddygiadol rydym bellach yn gwybod sut mae'r grwgnachiadau hyn yn cael eu cynhyrchu. Y cwestiwn nesaf yw pam maen nhw'n digwydd o gwbl - beth achosodd i ddrudwy ddatblygu'r ymddygiad hwn?

Un esboniad syml yw'r angen am gynhesrwydd gyda'r nos yn ystod y gaeaf: mae angen i'r adar ymgynnull mewn mannau cynhesach a chlwydo'n agos dim ond i aros yn fyw. Gall drudwennod bacio eu hunain i mewn i safle clwydo – gwelyau cyrs, cloddiau trwchus, strwythurau dynol fel sgaffaldiau – gyda mwy na 500 o adar fesul metr ciwbig , weithiau mewn heidiau o sawl miliwn o adar. Byddai crynodiadau mor uchel o adar yn darged demtasiwn i ysglyfaethwyr. Nid oes unrhyw aderyn eisiau bod yr un y mae ysglyfaethwr yn ei godi, felly diogelwch mewn niferoedd yw enw'r gêm, ac mae masau chwyrlïol yn creu effaith dryswch sy'n atal un unigolyn rhag cael ei dargedu.

Nid seicig yw'r drudwy - maen nhw'n dda am ddilyn y rheolau. Ffotograffiaeth gan Adri / shutterstock

Fodd bynnag, mae drudwy yn aml yn cymudo i fannau clwydo o ddegau lawer o gilometrau i ffwrdd, ac maent yn llosgi mwy o ynni ar y teithiau hedfan hyn nag y gellid ei arbed trwy glwydo mewn mannau ychydig yn gynhesach. Felly mae'n rhaid i'r cymhelliad ar gyfer y mannau clwydo anferth hyn fod yn fwy na thymheredd yn unig.

Gallai diogelwch mewn niferoedd yrru'r patrwm, ond mae syniad diddorol yn awgrymu y gall heidiau ffurfio fel bod unigolion yn gallu rhannu gwybodaeth am chwilota. Mae hyn, sef “ rhagdybiaeth y ganolfan wybodaeth ”, yn awgrymu, pan fo bwyd yn dameidiog ac yn anodd dod o hyd i'r ateb hirdymor gorau, bod angen rhannu gwybodaeth rhwng nifer fawr o unigolion ar y cyd. Yn union fel y mae gwenyn mêl yn rhannu lleoliad clytiau blodau, bydd adar sy’n dod o hyd i fwyd un diwrnod ac yn rhannu gwybodaeth dros nos yn elwa o wybodaeth debyg ddiwrnod arall. Er bod niferoedd mwy o adar yn ymuno â chlwydi pan fo bwyd ar ei brinder , sy'n ymddangos fel pe bai'n darparu rhywfaint o gefnogaeth gyfyngedig i'r syniad, hyd yma mae wedi bod yn hynod anodd profi'r ddamcaniaeth gyffredinol yn gywir.

Mae ein dealltwriaeth o grwpiau anifeiliaid sy'n symud wedi ehangu'n aruthrol dros y degawdau diwethaf. Yr her nesaf yw deall y pwysau esblygiadol ac addasol sydd wedi creu'r ymddygiad hwn, a'r hyn y gallai ei olygu i gadwraeth wrth i'r pwysau hynny newid. Mae'n bosibl y gallwn addasu ein dealltwriaeth a'i ddefnyddio i wella rheolaeth ymreolaethol systemau robotig. Efallai y bydd ymddygiad oriau brig ceir awtomataidd y dyfodol yn seiliedig ar ddrudwy, a’u murmuriadau.