Škorčie mumlanie: Veda Za jedným Z najväčších Prejavov prírody

Menno Schaefer / shutterstock

Sledovanie šumenia škorcov, ako sa vtáky znášajú, ponárajú sa a krúžia po oblohe, je jedným z najväčších potešení tmavého zimného večera. Od Neapola po Newcastle tieto kŕdle agilných vtákov predvádzajú rovnakú neuveriteľnú akrobatickú ukážku, pohybujú sa v dokonalej synchronizácii. Ale ako to robia? Prečo sa nezrútia? A aký to má zmysel?

V tridsiatych rokoch minulého storočia jeden popredný vedec navrhol, že vtáky musia mať psychické schopnosti , aby mohli fungovať spoločne v kŕdli. Našťastie moderná veda začína nachádzať lepšie odpovede.

Aby sme pochopili, čo škorce robia, začneme v roku 1987, keď priekopnícky počítačový vedec Craig Reynolds vytvoril simuláciu kŕdľa vtákov . Tieto „telieska“, ako Reynolds nazval svoje počítačom vytvorené stvorenia, sa riadili iba tromi jednoduchými pravidlami na vytvorenie rôznych vzorcov pohybu: blízke vtáky sa budú pohybovať ďalej od seba, vtáky zarovnajú svoj smer a rýchlosť a vzdialenejšie vtáky sa budú približovať.

Niektoré z týchto vzorov sa potom použili na vytvorenie realisticky vyzerajúcich skupín zvierat vo filmoch, počnúc Batman Returns v roku 1992 a jeho rojmi netopierov a „armádou“ tučniakov . Rozhodujúce je, že tento model nevyžadoval žiadne diaľkové vedenie alebo nadprirodzené sily – iba lokálne interakcie. Reynoldsov model dokázal, že komplexný kŕdeľ bol skutočne možný prostredníctvom jednotlivcov, ktorí dodržiavali základné pravidlá, a výsledné skupiny určite „vyzerali“ ako tie v prírode. Z tohto východiskového bodu sa objavila celá oblasť modelovania pohybu zvierat. Zosúladenie týchto modelov s realitou sa veľkolepo podarilo v roku 2008 skupine v Taliansku, ktorej sa podarilo nafilmovať mumraj špakov okolo železničnej stanice v Ríme, zrekonštruovať svoje pozície v 3D a ukázať pravidlá , ktoré sa používali. Zistili, že škorce sa snažili prispôsobiť smer a rýchlosť najbližších asi siedmim susedom, namiesto toho, aby reagovali na pohyby všetkých okolitých vtákov.

Keď sledujeme šumenie pulzujúce vo vlnách a víriace sa do polí tvarov, často sa zdá, že existujú oblasti, kde vtáky spomaľujú a sú nahusto natlačené, alebo kde sa zrýchľujú a rozširujú od seba. V skutočnosti je to z veľkej časti vďaka optickej ilúzii vytvorenej 3D kŕdľom premietaným do nášho 2D pohľadu na svet a vedecké modely naznačujú, že vtáky lietajú stabilnou rýchlosťou.

Vďaka úsiliu počítačových vedcov, teoretických fyzikov a behaviorálnych biológov teraz vieme, ako tieto šelesty vznikajú. Ďalšou otázkou je, prečo k nim vôbec dochádza – čo spôsobilo, že škorce vyvinuli toto správanie?

Jedným jednoduchým vysvetlením je potreba tepla v noci počas zimy: vtáky sa musia zhromaždiť na teplejších miestach a uhniezdiť sa v tesnej blízkosti, len aby zostali nažive. Škorce sa dokážu nabaliť na miesto na nocovanie – trstinové záhony, husté živé ploty, ľudské stavby ako lešenia – v množstve viac ako 500 vtákov na meter kubický , niekedy v kŕdľoch niekoľkých miliónov vtákov. Takéto vysoké koncentrácie vtákov by boli lákavým cieľom pre predátorov. Žiaden vták nechce byť tým, koho dravec vyženie, takže bezpečnosť v číslach je názov hry a víriace masy vytvárajú zmätok, ktorý bráni tomu, aby sa zamerali na jediného jedinca.

Škorce nie sú jasnovidci – sú len dobrí v dodržiavaní pravidiel. Fotografia Adri / shutterstock

Škorce však často dochádzajú na úkryty zo vzdialenosti mnohých desiatok kilometrov a pri týchto preletoch spália viac energie, ako by sa dalo ušetriť nocovaním na mierne teplejších miestach. Preto motivácia pre tieto kolosálne úkryty musí byť viac ako samotná teplota.

Bezpečnosť v číslach by mohla viesť k tomuto vzoru, ale zaujímavá myšlienka naznačuje, že sa môžu vytvárať kŕdle, aby si jednotlivci mohli vymieňať informácie o hľadaní potravy. Táto „ hypotéza informačného centra “ naznačuje, že keď je jedlo nejednotné a je ťažké nájsť najlepšie dlhodobé riešenie, vyžaduje si vzájomné zdieľanie informácií medzi veľkým počtom jednotlivcov. Rovnako ako včely zdieľajú polohu kvetinových záplat, vtáky, ktoré jeden deň nájdu potravu a zdieľajú informácie cez noc, budú mať z podobných informácií úžitok ďalší deň. Hoci väčšie množstvo vtákov sa pripája k úkrytom , keď je potravy najmenej , čo zrejme poskytuje určitú obmedzenú podporu tejto myšlienke, doteraz sa ukázalo ako mimoriadne ťažké správne otestovať celkovú hypotézu.

Naše chápanie pohybujúcich sa skupín zvierat sa za posledných niekoľko desaťročí výrazne rozšírilo. Ďalšou výzvou je pochopiť evolučné a adaptačné tlaky, ktoré vytvorili toto správanie, a čo to môže znamenať pre ochranu, keď sa tieto tlaky menia. Možno môžeme prispôsobiť naše chápanie a použiť ho na zlepšenie autonómneho riadenia robotických systémov. Možno, že správanie sa v dopravných špičkách automatizovaných áut budúcnosti bude založené na škorcoch a ich mumlaní.