Čvorkovo mrmljanje: Znanost Iza Jednog Od najvećih Prikaza Prirode

Menno Schaefer / shutterstock

Gledanje mrmljanja čvoraka dok se ptice obrušavaju, rone i kotrljaju nebom jedan je od najvećih užitaka sumračne zimske večeri. Od Napulja do Newcastlea, ova jata okretnih ptica izvode istu nevjerojatnu akrobatsku predstavu, krećući se u savršenoj sinkronizaciji. Ali kako im to uspijeva? Zašto se ne sruše? I koja je poanta?

Davnih 1930-ih jedan je vodeći znanstvenik predložio da ptice moraju imati psihičke moći da djeluju zajedno u jatu. Srećom, moderna znanost počinje pronalaziti bolje odgovore.

Da bismo razumjeli što čvorci rade, počinjemo 1987. godine kada je pionir informatičar Craig Reynolds stvorio simulaciju jata ptica . Ovi "boidi", kako je Reynolds nazvao svoja računalno generirana stvorenja, slijedili su samo tri jednostavna pravila za stvaranje različitih obrazaca kretanja: obližnje ptice bi se više udaljile, ptice bi uskladile svoj smjer i brzinu, a udaljenije ptice bi se približile.

Neki od tih uzoraka zatim su korišteni za stvaranje realističnih skupina životinja u filmovima, počevši s Batman Returns 1992. i njegovim rojevima šišmiša i "vojskom" pingvina . Ono što je ključno, ovaj model nije zahtijevao nikakvo dalekometno navođenje ili nadnaravne moći – samo lokalne interakcije. Reynoldsov model je dokazao da je složeno jato doista moguće kroz pojedince koji slijede osnovna pravila, a dobivene skupine su sigurno "izgledale" kao one u prirodi. Iz ove početne točke proizašlo je čitavo polje modeliranja kretanja životinja. Usklađivanje ovih modela sa stvarnošću 2008. godine spektakularno je postigla grupa u Italiji koja je uspjela snimiti žamor čvoraka oko željezničke stanice u Rimu, rekonstruirati njihove položaje u 3D i pokazati pravila koja su se primjenjivala. Otkrili su da su čvorci nastojali uskladiti smjer i brzinu s najbližih sedam ili više susjeda, umjesto da reagiraju na kretanje svih obližnjih ptica oko njih.

Kada gledamo kako žamor pulsira u valovima i vrtloži se u nizove oblika, često se čini kao da postoje područja u kojima ptice usporavaju i zbijaju se, ili gdje ubrzavaju i šire se dalje. Zapravo, to je uvelike zahvaljujući optičkoj iluziji koju stvara 3D jato koje se projicira na naš 2D pogled na svijet, a znanstveni modeli sugeriraju da ptice lete ravnomjernom brzinom.

Zahvaljujući naporima računalnih znanstvenika, teoretskih fizičara i bihevioralnih biologa sada znamo kako nastaju ti šumovi. Sljedeće pitanje je zašto se uopće događaju - što je navelo čvorke da se ovako ponašaju?

Jedno jednostavno objašnjenje je potreba za toplinom noću tijekom zime: ptice se moraju okupljati na toplijim mjestima i skloniti u neposrednoj blizini samo da bi preživjele. Čvorci se mogu skupiti u sklonište – trske, guste živice, ljudske strukture poput skela – s više od 500 ptica po kubnom metru , ponekad u jatima od nekoliko milijuna ptica. Tako visoke koncentracije ptica bile bi primamljiva meta za predatore. Niti jedna ptica ne želi biti ta koju će grabežljivac otkinuti, stoga je glavna stvar sigurnost u broju, a kovitlajuće mase stvaraju učinak zbunjenosti sprječavajući da se na meti jedna jedinka.

Čvorci nisu vidovnjaci – samo su dobri u poštivanju pravila. Fotografirao Adri / shutterstock

Međutim, čvorci često putuju do skloništa udaljenih nekoliko desetaka kilometara i na tim letovima troše više energije nego što bi se moglo uštedjeti skloništem na malo toplijim mjestima. Stoga motivacija za ova golema skloništa mora biti više od same temperature.

Sigurnost u broju mogla bi utjecati na obrazac, ali intrigantna ideja sugerira da se jata mogu formirati kako bi pojedinci mogli razmjenjivati ​​informacije o traženju hrane. Ovo, " hipoteza informacijskog centra ", sugerira da kada je hrana šarena i teško ju je pronaći, najbolje dugoročno rješenje zahtijeva uzajamnu razmjenu informacija između velikog broja pojedinaca. Baš kao što medonosne pčele dijele lokaciju cvjetnjaka, ptice koje jednog dana pronađu hranu i razmjenjuju informacije preko noći imat će koristi od sličnih informacija drugi dan. Iako se veći broj ptica pridružuje skloništima kada je hrane najteže , što izgleda daje ograničenu potporu toj ideji, do sada se pokazalo iznimno teškim ispravno testirati cjelokupnu hipotezu.

Naše razumijevanje pokretnih skupina životinja iznimno se proširilo u posljednjih nekoliko desetljeća. Sljedeći izazov je razumjeti evolucijske i adaptivne pritiske koji su stvorili ovakvo ponašanje i što bi to moglo značiti za očuvanje kako se ti pritisci mijenjaju. Možda možemo prilagoditi svoje razumijevanje i koristiti ga za poboljšanje autonomne kontrole robotskih sustava. Možda će se ponašanje automatiziranih automobila budućnosti u vrijeme špice temeljiti na čvorcima i njihovom mrmljanju.