Strazdu murrājumi: zinātne, Kas Ir Viena No lielākajām Dabas parādībām

Menno Schaefer / shutterstock

Vērot strazdu murrāšanu, kad putni sita, nirst un brauc pa debesīm, ir viens no lielākajiem priekiem tumšajā ziemas vakarā. No Neapoles līdz Ņūkāslai šie veiklo putnu ganāmpulki demonstrē vienu un to pašu neticami akrobātisku attēlojumu, kustoties nevainojamā sinhroni. Bet kā viņi to dara? Kāpēc viņi nesakrīt? Un kāda jēga?

Trīsdesmitajos gados viens vadošais zinātnieks ierosināja, ka putniem ir jābūt psihiskiem spēkiem , lai tie darbotos kopā ganāmpulkā. Par laimi, mūsdienu zinātne sāk atrast labākas atbildes.

Lai saprastu, ko dara strazdi, mēs sākam tālajā 1987. gadā, kad novatoriskais datorzinātnieks Kreigs Reinoldss izveidoja putnu ganāmpulka simulāciju . Šie “boīdi”, kā Reinoldss nosauca savus datorizētos radījumus, ievēroja tikai trīs vienkāršus noteikumus, lai izveidotu dažādus kustības modeļus: tuvumā esošie putni attālinās viens no otra, putni saskaņoja savu virzienu un ātrumu, un attālāki putni virzījās tuvāk.

Daži no šiem modeļiem pēc tam tika izmantoti, lai filmās izveidotu reālistiskas dzīvnieku grupas, sākot ar Betmena atgriešanos 1992. gadā un tā sikspārņu bariem un pingvīnu “armiju” . Būtiski, ka šim modelim nebija nepieciešama liela attāluma vadība vai pārdabiskas spējas - tikai vietēja mijiedarbība. Reinoldsa modelis pierādīja, ka sarežģīts ganāmpulks patiešām ir iespējams, ja indivīdi ievēro pamatnoteikumus, un rezultātā izveidotās grupas noteikti “izskatījās” kā dabā esošās. No šī sākumpunkta parādījās vesels dzīvnieku kustību modelēšanas lauks. Šo modeļu pieskaņošanu realitātei 2008. gadā iespaidīgi panāca grupa Itālijā, kas spēja filmēt strazdu murrāšanu ap Romas dzelzceļa staciju, rekonstruēt viņu pozīcijas 3D formātā un parādīt izmantotos noteikumus . Viņi atklāja, ka strazdi centās saskaņot tuvāko septiņu kaimiņu virzienu un ātrumu, nevis reaģēja uz visu tuvumā esošo putnu kustībām.

Kad mēs vērojam murmu, kas pulsē viļņos un virpuļo formu masīvās, bieži vien šķiet, ka ir vietas, kur putni palēninās un kļūst biezi saspiesti vai kur tie paātrinās un izplatās plašāk. Faktiski tas ir lielā mērā pateicoties optiskajai ilūzijai, ko rada 3D ganāmpulks, kas tiek projicēts mūsu 2D pasaules skatījumā, un zinātniskie modeļi liecina, ka putni lido ar vienmērīgu ātrumu.

Pateicoties datorzinātnieku, teorētisko fiziķu un uzvedības biologu centieniem, mēs tagad zinām, kā rodas šie trokšņi. Nākamais jautājums ir, kāpēc tie vispār notiek – kas izraisīja strazdiem šādu uzvedību?

Viens vienkāršs izskaidrojums ir nepieciešamība pēc siltuma naktīs ziemā: putniem ir jāsapulcējas siltākās vietās un jānakšņo tiešā tuvumā, lai tikai paliktu dzīvi. Strazdi var iekārtoties riesta vietās – niedru dobēs, blīvos dzīvžogos, cilvēku konstrukcijās, piemēram, sastatnēs – vairāk nekā 500 putnu uz kubikmetru , dažkārt vairāku miljonu putnu ganāmpulkos. Tik liela putnu koncentrācija būtu vilinošs mērķis plēsējiem. Neviens putns nevēlas būt tas, ko plēsējs novāc, tāpēc skaitļu drošība ir spēles nosaukums, un virpuļojošās masas rada apjukuma efektu, neļaujot mērķēt uz vienu indivīdu.

Starlings nav ekstrasensi – viņi vienkārši labi ievēro noteikumus. Adri / shutterstock fotogrāfija

Tomēr strazdi bieži dodas uz nakšņošanas vietām no daudzu desmitu kilometru attāluma, un šajos lidojumos viņi patērē vairāk enerģijas, nekā varētu ietaupīt, nakšņojot nedaudz siltākās vietās. Tāpēc šo kolosālo nakšņošanas vietu motivācijai ir jābūt vairāk nekā tikai temperatūrai.

Drošība skaita ziņā varētu veicināt šo modeli, taču intriģējoša ideja liecina, ka var veidoties ganāmpulki, lai cilvēki varētu dalīties informācijā par barības meklēšanu. Šī, “ informācijas centra hipotēze ”, liek domāt, ka gadījumos, kad pārtika ir nevienmērīga un grūti atrast labāko ilgtermiņa risinājumu, nepieciešama savstarpēja informācijas apmaiņa starp daudziem cilvēkiem. Tāpat kā medus bites dalās ar ziedu plankumu atrašanās vietu, putni, kas kādu dienu atrod barību un vienā naktī dalās ar informāciju, citu dienu gūs labumu no līdzīgas informācijas. Lai gan lielāks skaits putnu pievienojas nakšņošanai , kad barība ir ierobežota , un tas, šķiet, sniedz ierobežotu atbalstu šai idejai, līdz šim ir izrādījies ārkārtīgi grūti pareizi pārbaudīt vispārējo hipotēzi.

Mūsu izpratne par dzīvnieku grupu pārvietošanu pēdējo desmitgažu laikā ir ļoti paplašinājusies. Nākamais izaicinājums ir saprast evolucionāro un adaptīvo spiedienu, kas ir radījis šo uzvedību, un to, ko tas varētu nozīmēt saglabāšanai, mainoties šim spiedienam. Iespējams, mēs varam pielāgot savu izpratni un izmantot to, lai uzlabotu robotu sistēmu autonomo vadību. Iespējams, ka nākotnes automatizēto automašīnu sastrēgumstundu izturēšanās būs balstīta uz strazdiem un viņu murrāšanu.