Starling murmuration: Ang Agham Sa Likod Ng Isa Sa Pinakadakilang Pagpapakita Ng Kalikasan

Menno Schaefer / shutterstock

Ang panonood ng mga bulungan ng mga starling habang lumilipad, sumisid at gumulong ang mga ibon sa kalangitan ay isa sa mga magagandang kasiyahan sa gabi ng madilim na taglamig. Mula sa Naples hanggang Newcastle ang mga kawan ng maliksi na ibon na ito ay lahat ay gumagawa ng parehong hindi kapani-paniwalang acrobatic display, gumagalaw sa perpektong synchrony. Ngunit paano nila ito ginagawa? Bakit hindi sila nag-crash? At ano ang punto?

Noong 1930s, iminungkahi ng isang nangungunang siyentipiko na ang mga ibon ay dapat magkaroon ng mga saykiko na kapangyarihan upang gumana nang magkasama sa isang kawan. Sa kabutihang palad, ang modernong agham ay nagsisimulang makahanap ng ilang mas mahusay na mga sagot.

Upang maunawaan kung ano ang ginagawa ng mga starling, nagsimula tayo noong 1987 nang ang pangunguna sa computer scientist na si Craig Reynolds ay lumikha ng isang simulation ng isang kawan ng mga ibon . Ang mga "boids" na ito, gaya ng tawag ni Reynolds sa kanyang mga nilalang na binuo ng computer, ay sumunod lamang sa tatlong simpleng panuntunan upang lumikha ng kanilang iba't ibang mga pattern ng paggalaw: ang mga kalapit na ibon ay higit na magkakalayo, ang mga ibon ay nakahanay sa kanilang direksyon at bilis, at mas malayong mga ibon ay lalapit.

Ang ilan sa mga pattern na ito ay ginamit noon upang lumikha ng makatotohanang mukhang mga grupo ng hayop sa mga pelikula, simula sa Batman Returns noong 1992 at ang mga kuyog nitong paniki at "hukbo" ng mga penguin . Sa partikular, ang modelong ito ay hindi nangangailangan ng anumang pangmatagalang patnubay, o mga supernatural na kapangyarihan - mga lokal na pakikipag-ugnayan lamang. Pinatunayan ng modelo ni Reynolds na ang isang kumplikadong kawan ay talagang posible sa pamamagitan ng mga indibidwal na sumusunod sa mga pangunahing tuntunin, at ang mga nagresultang grupo ay tiyak na "mukhang" katulad ng mga nasa kalikasan. Mula sa puntong ito, lumitaw ang isang buong larangan ng pagmomolde ng paggalaw ng hayop. Ang pagtutugma ng mga modelong ito sa realidad ay kahanga-hangang nakamit noong 2008 ng isang grupo sa Italy na nakapag-film ng mga starling murmuration sa paligid ng istasyon ng tren sa Rome, muling buuin ang kanilang mga posisyon sa 3D, at ipinakita ang mga panuntunang ginagamit. Ang nalaman nila ay hinahangad ng mga starling na tumugma sa direksyon at bilis ng pinakamalapit na pitong kapitbahay, sa halip na tumugon sa mga galaw ng lahat ng kalapit na ibon sa kanilang paligid.

Kapag pinapanood natin ang isang pag-ungol na pumipintig sa mga alon at umiikot sa mga hanay ng mga hugis, madalas itong lumilitaw na parang may mga lugar kung saan ang mga ibon ay mabagal, at nagiging makapal, o kung saan sila bumibilis at kumalat nang mas malawak. Sa katunayan, ito ay higit sa lahat salamat sa isang optical illusion na nilikha ng 3D flock na na-project sa aming 2D view ng mundo, at ang mga siyentipikong modelo ay nagmumungkahi na ang mga ibon ay lumilipad sa isang steady speed.

Salamat sa pagsisikap ng mga computer scientist, theoretical physicist at behavioral biologist, alam na natin ngayon kung paano nabuo ang mga murmuration na ito. Ang susunod na tanong ay kung bakit nangyayari ang mga ito - ano ang naging sanhi ng pag-unlad ng mga starling sa pag-uugali na ito?

Ang isang simpleng paliwanag ay ang pangangailangan para sa init sa gabi sa panahon ng taglamig: ang mga ibon ay kailangang magsama-sama sa mas maiinit na lugar at mag-roost sa malapit para manatiling buhay. Maaaring i-pack ng mga starling ang kanilang mga sarili sa isang roosting site - mga reed bed, makakapal na bakod, mga istruktura ng tao tulad ng scaffolds - sa higit sa 500 ibon bawat metro kubiko , minsan sa kawan ng ilang milyong mga ibon. Ang ganitong mataas na konsentrasyon ng mga ibon ay magiging isang mapang-akit na target para sa mga mandaragit. Walang ibon ang gustong maging isa na pinipili ng isang mandaragit, kaya ang kaligtasan sa bilang ang pangalan ng laro, at ang umiikot na masa ay lumikha ng epekto ng pagkalito na pumipigil sa isang indibidwal na ma-target.

Ang mga starling ay hindi saykiko – magaling lang silang sumunod sa mga alituntunin. Photography ni Adri / shutterstock

Gayunpaman, ang mga starling ay madalas na nagko-commute sa mga roosts mula sa maraming sampu-sampung kilometro ang layo, at sila ay nagsusunog ng mas maraming enerhiya sa mga flight na ito kaysa sa maaaring i-save sa pamamagitan ng roosting sa bahagyang mas maiinit na lugar. Samakatuwid ang pagganyak para sa mga malalaking roost na ito ay dapat na higit pa sa temperatura lamang.

Ang kaligtasan sa mga numero ay maaaring magmaneho ng pattern, ngunit ang isang nakakaintriga na ideya ay nagmumungkahi na ang mga kawan ay maaaring mabuo upang ang mga indibidwal ay makapagbahagi ng impormasyon tungkol sa paghahanap. Ito, ang " impormasyon center hypothesis ", ay nagmumungkahi na kapag ang pagkain ay tagpi-tagpi at mahirap hanapin ang pinakamahusay na pangmatagalang solusyon ay nangangailangan ng mutual na pagbabahagi ng impormasyon sa malalaking bilang ng mga indibidwal. Kung paanong ibinabahagi ng mga pulot-pukyutan ang lokasyon ng mga tagpi-tagpi ng bulaklak, ang mga ibon na nakakahanap ng pagkain isang araw at nagbabahagi ng impormasyon sa magdamag ay makikinabang mula sa katulad na impormasyon sa ibang araw. Bagama't mas malaking bilang ng mga ibon ang sumasali sa mga roost kapag ang pagkain ay nasa pinakamahirap na , na tila nagbibigay ng ilang limitadong suporta para sa ideya, sa ngayon ay napatunayang napakahirap na maayos na subukan ang pangkalahatang hypothesis.

Ang aming pag-unawa sa mga gumagalaw na grupo ng hayop ay lumawak nang husto sa nakalipas na ilang dekada. Ang susunod na hamon ay unawain ang evolutionary at adaptive pressure na lumikha ng pag-uugaling ito, at kung ano ang maaaring ibig sabihin nito para sa konserbasyon habang nagbabago ang mga pressure na iyon. Posibleng maaari naming iakma ang aming pag-unawa at gamitin ito upang mapabuti ang autonomous na kontrol ng mga robotic system. Marahil ang rush-hour na pag-uugali ng mga automated na sasakyan sa hinaharap ay ibabatay sa mga starling, at sa kanilang mga pag-ungol.