Spreeuwzwerm: De Wetenschap Achter Een Van De Grootste Natuurverschijnselen

Menno Schaefer / shutterstock

Het kijken naar het gezang van spreeuwen terwijl de vogels door de lucht scheren, duiken en cirkelen, is een van de grootste geneugten van een schemerige winteravond. Van Napels tot Newcastle vertonen deze zwermen behendige vogels allemaal dezelfde ongelooflijke acrobatische vertoning, perfect synchroon bewegend. Maar hoe doen ze dat? Waarom botsen ze niet? En wat is het nut ervan?

In de jaren 30 opperde een vooraanstaande wetenschapper dat vogels paranormale gaven moeten hebben om in een zwerm te kunnen functioneren. Gelukkig begint de moderne wetenschap steeds betere antwoorden te vinden.

Om te begrijpen wat spreeuwen doen, beginnen we terug in 1987, toen de baanbrekende computerwetenschapper Craig Reynolds een simulatie van een zwerm vogels creëerde. Deze "boids", zoals Reynolds zijn computergegenereerde wezens noemde, volgden slechts drie simpele regels om hun verschillende bewegingspatronen te creëren: vogels in de buurt zouden verder uit elkaar bewegen, vogels zouden hun richting en snelheid op elkaar afstemmen, en vogels die verder weg waren, zouden dichterbij komen.

Sommige van deze patronen werden vervolgens gebruikt om realistisch ogende diergroepen te creëren in films, te beginnen met Batman Returns in 1992 en zijn zwermen vleermuizen en "leger" pinguïns . Cruciaal was dat dit model geen langeafstandsbegeleiding of bovennatuurlijke krachten vereiste – alleen lokale interacties. Reynolds' model bewees dat een complexe zwerm inderdaad mogelijk was door individuen die basisregels volgden, en de resulterende groepen "zagen" er zeker uit als die in de natuur. Vanuit dit uitgangspunt ontstond een heel veld van modellering van dierenbewegingen. Het matchen van deze modellen met de werkelijkheid werd in 2008 op spectaculaire wijze bereikt door een groep in Italië die spreeuwenzwermen rond het treinstation in Rome filmde, hun posities in 3D reconstrueerde en de gebruikte regels liet zien. Wat ze ontdekten, was dat spreeuwen probeerden de richting en snelheid van de ongeveer zeven dichtstbijzijnde buren te volgen, in plaats van te reageren op de bewegingen van alle nabijgelegen vogels om hen heen.

Wanneer we een zwerm in golven zien pulseren en in reeksen vormen zien wervelen, lijkt het vaak alsof er gebieden zijn waar vogels vertragen en dicht op elkaar komen te zitten, of waar ze versnellen en zich verder uit elkaar verspreiden. In feite is dit grotendeels te danken aan een optische illusie die ontstaat doordat de 3D-zwerm op onze 2D-weergave van de wereld wordt geprojecteerd. Wetenschappelijke modellen suggereren bovendien dat de vogels met een constante snelheid vliegen.

Dankzij de inspanningen van computerwetenschappers, theoretisch natuurkundigen en gedragsbiologen weten we nu hoe deze ruis ontstaat. De volgende vraag is waarom ze überhaupt voorkomen: wat heeft spreeuwen ertoe aangezet dit gedrag te ontwikkelen?

Een simpele verklaring is de behoefte aan warmte 's nachts in de winter: de vogels moeten zich verzamelen op warmere plekken en dicht bij elkaar roesten om in leven te blijven. Spreeuwen kunnen zich op een rustplaats verzamelen – rietvelden, dichte heggen, menselijke structuren zoals steigers – met meer dan 500 vogels per kubieke meter , soms in zwermen van enkele miljoenen vogels. Zulke hoge concentraties vogels zouden een aantrekkelijk doelwit zijn voor roofdieren. Geen enkele vogel wil degene zijn die door een roofdier wordt uitgekozen, dus veiligheid in aantallen is het sleutelwoord, en wervelende massa's creëren een verwarrend effect waardoor er geen enkel exemplaar wordt uitgekozen.

Spreeuwen zijn geen paragnosten – ze zijn gewoon goed in het volgen van regels. Fotografie door Adri / shutterstock

Spreeuwen reizen echter vaak tientallen kilometers ver weg naar hun slaapplaatsen en verbruiken tijdens deze vluchten meer energie dan bespaard zou kunnen worden door op iets warmere plekken te verblijven. De motivatie voor deze kolossale slaapplaatsen moet dus meer zijn dan alleen de temperatuur.

Veiligheid in aantallen zou dit patroon kunnen aansturen, maar een intrigerend idee suggereert dat zwermen zich kunnen vormen zodat individuen informatie over voedsel zoeken kunnen delen. Dit, de " informatiecentrumhypothese ", suggereert dat wanneer voedsel fragmentarisch en moeilijk te vinden is, de beste oplossing op de lange termijn het delen van informatie tussen grote aantallen individuen vereist. Net zoals honingbijen de locatie van bloemperken delen, zullen vogels die de ene dag voedsel vinden en 's nachts informatie delen, profiteren van vergelijkbare informatie op een andere dag. Hoewel grotere aantallen vogels zich bij roestplaatsen voegen wanneer voedsel het schaarsst is , wat enige beperkte ondersteuning voor het idee lijkt te bieden, is het tot nu toe extreem moeilijk gebleken om de algehele hypothese goed te testen.

Ons begrip van bewegende diergroepen is de afgelopen decennia enorm toegenomen. De volgende uitdaging is om de evolutionaire en adaptieve druk te begrijpen die dit gedrag heeft gecreëerd, en wat dit kan betekenen voor natuurbehoud naarmate die druk verandert. Mogelijk kunnen we ons begrip aanpassen en gebruiken om de autonome besturing van robotsystemen te verbeteren. Misschien is het spitsuurgedrag van de zelfrijdende auto's van de toekomst wel gebaseerd op spreeuwen en hun gezwermen.