Starlingi nurinad: teadus, Mis on Looduse ühe Suurima väljapaneku Taga

Menno Schäfer / shutterstock

Vaadata tähni müra, kui linnud taevas vuhisevad, sukelduvad ja tiirlevad, on hämarate talveõhtute üks suurimaid naudinguid. Napolist Newcastle'ini näitavad need väledate linnuparved sama uskumatut akrobaatilist pilti, liikudes täiuslikus sünkroonis. Aga kuidas nad seda teevad? Miks nad kokku ei jookse? Ja mis selle mõte on?

1930. aastatel väitis üks juhtiv teadlane, et lindudel peavad olema psüühilised võimed , et karjas koos tegutseda. Õnneks hakkab kaasaegne teadus leidma paremaid vastuseid.

Et mõista, mida kuldnokad teevad, alustame 1987. aastast, kui teedrajav arvutiteadlane Craig Reynolds lõi linnukarja simulatsiooni . Need "boidid", nagu Reynolds oma arvutiga loodud olendeid nimetas, järgisid oma erinevate liikumismustrite loomiseks vaid kolme lihtsat reeglit: läheduses asuvad linnud liikusid üksteisest kaugemale, linnud joondasid oma suuna ja kiiruse ning kaugemad linnud lähenesid.

Mõnda neist mustritest kasutati seejärel filmides realistliku välimusega loomarühmade loomiseks, alustades 1992. aasta Batmani tagasitulekust ja selle nahkhiirte parvedest ja pingviinide "armeest" . Peamine on see, et see mudel ei vajanud pikamaa juhtimist ega üleloomulikke jõude – ainult kohalikku suhtlust. Reynoldsi mudel tõestas, et keeruline kari on tõepoolest võimalik põhireegleid järgivate indiviidide kaudu ja tulemuseks olevad rühmad nägid kindlasti välja nagu looduses leiduvad. Sellest lähtepunktist tekkis terve loomade liikumise modelleerimise valdkond. Nende mudelite tegelikkusele sobitamise saavutas 2008. aastal suurejooneliselt Itaalias asuv grupp, kes suutis filmida koerte müra Rooma raudteejaama ümber, rekonstrueerida nende asukohti 3D-vormingus ja näidata kasutatavaid reegleid . Nad leidsid, et kuldnokad püüdsid sobitada umbes seitsme lähima naabri suunda ja kiirust, selle asemel, et reageerida kõigi nende ümber asuvate lindude liikumisele.

Kui vaatame, kuidas müra pulseerib lainetena ja keerleb kujundite massiivideks, tundub sageli, et on piirkondi, kus linnud aeglustuvad ja tihedalt kokku tõmbuvad või kus nad kiirendavad ja levivad üksteisest laiemalt. Tegelikult on see suuresti tänu optilisele illusioonile, mille 3D-karja projitseerib meie maailma 2D-vaatele, ja teaduslikud mudelid viitavad sellele, et linnud lendavad ühtlase kiirusega.

Tänu arvutiteadlaste, teoreetiliste füüsikute ja käitumisbioloogide jõupingutustele teame nüüd, kuidas need nurinad tekivad. Järgmine küsimus on, miks need üldse juhtuvad – mis põhjustas tähtedel sellise käitumise?

Üks lihtne seletus on vajadus talvise öise sooja järele: linnud peavad kogunema soojematesse kohtadesse ja ööbima vahetus läheduses, et elus püsida. Starlings võib end koguneda ööbimispaikadesse – pilliroogudesse, tihedatesse hekkidesse, inimehitistesse nagu tellingud – rohkem kui 500 lindu kuupmeetri kohta , mõnikord mitme miljonilise linnukarja. Nii suur lindude kontsentratsioon oleks kiskjate jaoks ahvatlev sihtmärk. Ükski lind ei taha olla see, kelle kiskja ära korjab, seega on mängu nimi numbrite turvalisus ja keerlevad massid tekitavad segadust, mis takistab üksiku isendi sihikule sattumist.

Starlings ei ole selgeltnägijad – nad oskavad lihtsalt reegleid järgida. Pildistatud Adri / shutterstock

Tihti aga sõidavad kuldnokad öömajadesse mitmekümne kilomeetri kauguselt ja nad kulutavad neil lendudel rohkem energiat, kui vähe soojemates kohtades ööbides säästaks. Seetõttu peab nende kolossaalsete öömajade ajendiks olema rohkem kui ainult temperatuur.

Numbrite ohutus võib seda mustrit juhtida, kuid intrigeeriv idee viitab sellele, et karjad võivad moodustada, et inimesed saaksid jagada teavet toidu otsimise kohta. See, " teabekeskuse hüpotees ", viitab sellele, et kui toit on lünklik ja raske leida parimat pikaajalist lahendust, on vaja vastastikust teabe jagamist suure hulga inimeste vahel. Nii nagu mesilased jagavad lillelaastude asukohta, saavad linnud, kes ühel päeval toidu leiavad ja üleöö teavet jagavad, sarnasest teabest teisel päeval kasu. Ehkki suurem arv linde ühineb ööbimiskohtadega , kui toitu on kõige vähem , mis näib ideed piiratud toetavat, on üldise hüpoteesi kontrollimine seni osutunud äärmiselt keeruliseks.

Meie arusaam loomarühmade liigutamisest on viimastel aastakümnetel tohutult laienenud. Järgmine väljakutse on mõista evolutsioonilist ja kohanemissurvet, mis on selle käitumise tekitanud, ja seda, mida see võib tähendada looduskaitsele, kui need surved muutuvad. Võimalik, et saame oma arusaama kohandada ja kasutada seda robotsüsteemide autonoomse juhtimise parandamiseks. Võib-olla põhineb tuleviku automatiseeritud autode käitumine tipptunnil starlingidel ja nende nurinatel.