Stære mumlen: Videnskaben Bag En Af ​​naturens største Udstillinger

Menno Schäfer / shutterstock

At se stæres mumlen, mens fuglene suser, dykker og suser gennem himlen, er en af ​​de store fornøjelser ved en mørk vinteraften. Fra Napoli til Newcastle laver disse flokke af adrætte fugle alle den samme utrolige akrobatiske opvisning, og de bevæger sig i perfekt synkronisering. Men hvordan gør de det? Hvorfor styrter de ikke ned? Og hvad er meningen?

Tilbage i 1930'erne foreslog en førende videnskabsmand, at fugle skal have psykiske kræfter for at kunne operere sammen i en flok. Heldigvis er moderne videnskab begyndt at finde nogle bedre svar.

For at forstå, hvad stærene laver, begynder vi tilbage i 1987, da den banebrydende computerforsker Craig Reynolds skabte en simulering af en flok fugle . Disse "boids", som Reynolds kaldte sine computer-genererede væsner, fulgte kun tre enkle regler for at skabe deres forskellige bevægelsesmønstre: nærliggende fugle ville bevæge sig længere fra hinanden, fugle ville justere deres retning og hastighed, og fjernere fugle ville bevæge sig tættere på.

Nogle af disse mønstre blev derefter brugt til at skabe realistisk udseende dyregrupper i film, startende med Batman Returns i 1992 og dens sværme af flagermus og "hær" af pingviner . Det er afgørende, at denne model ikke krævede nogen lang rækkevidde vejledning eller overnaturlige kræfter - kun lokale interaktioner. Reynolds' model viste, at en kompleks flok faktisk var mulig gennem individer, der fulgte grundlæggende regler, og de resulterende grupper "lignede" bestemt ud som dem i naturen. Fra dette udgangspunkt opstod et helt felt af modellering af dyrebevægelser. At matche disse modeller med virkeligheden blev spektakulært opnået i 2008 af en gruppe i Italien, som var i stand til at filme stære mumlen omkring jernbanestationen i Rom, rekonstruere deres positioner i 3D og vise de regler , der blev brugt. Det, de fandt, var, at stære søgte at matche retningen og hastigheden af ​​de nærmeste syv eller deromkring naboer, i stedet for at reagere på bevægelserne af alle de nærliggende fugle omkring dem.

Når vi ser en mumlen pulsere i bølger og hvirvle ind i rækker af former, ser det ofte ud, som om der er områder, hvor fugle sænker sig og bliver tæt pakket ind, eller hvor de accelererer og spreder sig bredere fra hinanden. Faktisk er dette i høj grad takket være en optisk illusion skabt af 3D-flokken, der projiceres på vores 2D-billede af verden, og videnskabelige modeller tyder på, at fuglene flyver med en konstant hastighed.

Takket være indsatsen fra dataloger, teoretiske fysikere og adfærdsbiologer ved vi nu, hvordan disse mumlen genereres. Det næste spørgsmål er, hvorfor sker de overhovedet - hvad fik stære til at udvikle denne adfærd?

En simpel forklaring er behovet for varme om natten i løbet af vinteren: Fuglene skal samles på varmere steder og raste tæt på bare for at holde sig i live. Stære kan pakke sig ind på et rastested - rørbede, tætte hække, menneskelige strukturer som stilladser - med mere end 500 fugle pr. kubikmeter , nogle gange i flokke på flere millioner fugle. Så høje koncentrationer af fugle ville være et fristende mål for rovdyr. Ingen fugl ønsker at være den, som et rovdyr plukker af, så sikkerhed i tal er navnet på spillet, og hvirvlende masser skaber en forvirringseffekt, der forhindrer et enkelt individ i at blive målrettet.

Stære er ikke synske – de er bare gode til at følge reglerne. Fotografi af Adri / shutterstock

Stære pendler dog ofte til sovepladser fra mange ti kilometer væk, og de forbrænder mere energi på disse flyvninger, end der kunne spares ved at sove på marginalt varmere steder. Derfor må motivationen for disse kolossale liggepladser være mere end bare temperaturen.

Sikkerhed i antal kunne drive mønsteret, men en spændende idé tyder på, at der kan dannes flokke, så enkeltpersoner kan dele information om fouragering. Dette, " informationscenter-hypotesen ", antyder, at når maden er pletvis og svær at finde, kræver den bedste langsigtede løsning gensidig deling af information mellem et stort antal individer. Ligesom honningbier deler placeringen af ​​blomsterpletter, vil fugle, der finder mad en dag og deler information natten over, drage fordel af lignende information en anden dag. Selvom et større antal fugle slår sig sammen, når føden er knap , hvilket synes at give en vis begrænset støtte til ideen, har det indtil videre vist sig ekstremt vanskeligt at teste den overordnede hypotese korrekt.

Vores forståelse af at flytte dyregrupper er vokset enormt i løbet af de sidste par årtier. Den næste udfordring er at forstå det evolutionære og adaptive pres, der har skabt denne adfærd, og hvad det kan betyde for bevaring, efterhånden som dette pres ændrer sig. Eventuelt kan vi tilpasse vores forståelse og bruge den til at forbedre den autonome styring af robotsystemer. Måske vil myldretidsadfærden for fremtidens automatiserede biler være baseret på stære og deres mumlen.