Starling murmėjimas: mokslas, Slypintis už vieną didžiausių Gamtos eksponatų

Menno Schaefer / shutterstock

Stebėti varnėnų čiurlenimą, kai paukščiai slenka, nardo ir važiuoja dangumi, yra vienas didžiausių prieblandos žiemos vakaro malonumų. Nuo Neapolio iki Niukaslo šie judrių paukščių pulkai demonstruoja tą patį neįtikėtiną akrobatinį vaizdą, judėdami tobulai sinchroniškai. Bet kaip jie tai daro? Kodėl jie nesudūžta? Ir kokia prasmė?

Dar 1930-aisiais vienas žymus mokslininkas pasiūlė, kad paukščiai turi turėti psichinių galių, kad galėtų veikti kartu pulke. Laimei, šiuolaikinis mokslas pradeda rasti geresnių atsakymų.

Norėdami suprasti, ką veikia starkiai, pradedame dar 1987 m., kai novatoriškas kompiuterių mokslininkas Craigas Reynoldsas sukūrė paukščių pulko modeliavimą . Šie „boidai“, kaip Reynoldsas pavadino savo kompiuteriu sukurtas būtybes, laikėsi tik trijų paprastų taisyklių, kad sukurtų skirtingus judėjimo modelius: šalia esantys paukščiai judėdavo toliau vienas nuo kito, paukščiai derindavo kryptį ir greitį, o tolimesni paukščiai judėdavo arčiau.

Kai kurie iš šių modelių buvo naudojami kuriant tikroviškai atrodančias gyvūnų grupes filmuose, pradedant 1992 m. Betmeno sugrįžimu ir jos šikšnosparnių spiečiais bei pingvinų „armija“ . Svarbiausia, kad šis modelis nereikalauja ilgo nuotolio vadovavimo ar antgamtinių galių – tik vietinės sąveikos. Reynoldso modelis įrodė, kad sudėtingas pulkas iš tiesų buvo įmanomas, kai asmenys laikosi pagrindinių taisyklių, o gautos grupės tikrai „atrodė“ kaip gamtoje esančios. Nuo šio taško atsirado visa gyvūnų judėjimo modeliavimo sritis. Šiuos modelius su realybe 2008 m. įspūdingai pavyko priderinti grupei Italijoje, kuri sugebėjo nufilmuoti varnėnų ūžesį aplink Romos geležinkelio stotį, atkurti jų pozicijas 3D formatu ir parodyti taikomas taisykles . Jie nustatė, kad starkiai siekė suderinti artimiausių maždaug septynių kaimynų kryptį ir greitį, o ne reaguoti į visų netoliese esančių paukščių judėjimą.

Kai stebime ūžesį, pulsuojantį bangomis ir besisukantį į formų masyvus, dažnai atrodo, kad yra vietų, kuriose paukščiai sulėtėja ir tankiai susitelkę arba kur jie pagreitėja ir plinta plačiau. Tiesą sakant, tai daugiausia dėl optinės iliuzijos, kurią sukuria 3D pulkas, projektuojamas į mūsų 2D pasaulio vaizdą, o moksliniai modeliai rodo, kad paukščiai skrenda pastoviu greičiu.

Dėka kompiuterių mokslininkų, teorinių fizikų ir elgesio biologų pastangų dabar žinome, kaip atsiranda šie murmėjimai. Kitas klausimas, kodėl jie iš viso vyksta – kas paskatino starkius taip elgtis?

Vienas paprastas paaiškinimas yra šilumos poreikis naktį žiemą: paukščiai turi susirinkti šiltose vietose ir nakvoti arti, kad išliktų gyvi. Varnėnai gali susiburti į nakvynės vietą – nendrėmis, tankiomis gyvatvorėmis, žmonių statiniais, pavyzdžiui, pastoliais – daugiau nei 500 paukščių viename kubiniame metre , kartais kelių milijonų paukščių pulkuose. Tokia didelė paukščių koncentracija būtų viliojantis plėšrūnų taikinys. Nė vienas paukštis nenori būti tas, kurį plėšrūnas atima, todėl saugumas skaičiais yra žaidimo pavadinimas, o besisukančios masės sukuria painiavos efektą, neleidžiantį nusitaikyti į vieną individą.

Starlingai nėra ekstrasensai – jie tiesiog moka laikytis taisyklių. Nuotrauka Adri / shutterstock

Tačiau varnėnai dažnai važinėja į nakvynės vietas iš dešimčių kilometrų ir šiais skrydžiais sunaudoja daugiau energijos, nei būtų galima sutaupyti nakvojant šiek tiek šiltesnėse vietose. Todėl šių milžiniškų nakvynės priežasčių turi būti ne tik temperatūra.

Saugumas skaičiumi gali paskatinti šį modelį, tačiau intriguojanti idėja rodo, kad gali susiformuoti pulkai, kad asmenys galėtų dalytis informacija apie maisto ieškojimą. Tai, „ informacijos centro hipotezė “, rodo, kad kai maistas yra nevientisas ir sunku rasti geriausią ilgalaikį sprendimą, reikia abipusio dalijimosi informacija tarp daugybės asmenų. Kaip bitės dalijasi gėlių lopų vieta, paukščiai, kurie vieną dieną randa maisto ir dalijasi informacija per naktį, kitą dieną gaus panašią informaciją. Nors didesnis paukščių skaičius stoja, kai trūksta maisto , o tai, atrodo, šiek tiek palaiko šią idėją, iki šiol buvo labai sunku tinkamai patikrinti bendrą hipotezę.

Per pastaruosius kelis dešimtmečius mūsų supratimas apie gyvūnų grupių judėjimą labai išsiplėtė. Kitas iššūkis yra suprasti evoliucinį ir adaptacinį spaudimą, sukėlusį tokį elgesį, ir ką tai gali reikšti išsaugojimui, kai šis spaudimas keičiasi. Galbūt galime pritaikyti savo supratimą ir panaudoti jį autonominiam robotinių sistemų valdymui tobulinti. Galbūt ateities automatizuotų automobilių elgesys piko valandomis bus pagrįstas starkiais ir jų murmėjimu.