En mørk flok dunlins spurter lige over en mose—indtil en merlin vises og alle de veer i samme øjeblik, blinker deres lyse hvide underparts og omarrangere deres gruppe i et timeglas figur, med chokerende hurtighed., En fjern murmuration af stære—og ja, det er virkelig fantastisk betegnelse for en gruppe af disse, som ofte udskældte fugle—10.000 eller mere, ruller “som en drukken fingeraftryk tværs hen over himlen,” som digter Richard Wilbur skrev, udtværing solnedgang og horisont med en hurtighed af en pulserende vandmænd.
siden Urtid har folk set på masser af fugle, der bevæger sig som en og spekuleret på, hvordan de gør det. De gamle romere havde deres forklaring: Guder, de troede, antydede deres intentioner om, hvordan fugle fløj., Forskere fra det tidlige 20. århundrede, måske næsten lige så troværdige, famlede efter så mystiske og endda mystiske begreber som “naturlig telepati” eller en “gruppesjæl.””Det er transfunderet tanke, tankeoverførsel-kollektiv tænkning praktisk talt. Hvad kan det ellers være?”mused en britisk naturforsker, temmelig klagende, i 1931.
se denne artikels ledsagende fotogalleri
mange fugle flokkes selvfølgelig., Men kun en relativ håndfuld flyver virkelig sammen og skaber, hvad University of Rhode Island biolog Frank Heppner i 1970 ‘ erne foreslog at kalde “flyveflokke”: nemlig højt organiserede linjer eller klynger. Pelikaner, gæs og andre vandfugle danner linjer og Vs, formodentlig for at drage fordel af aerodynamiske faktorer, der sparer energi. Men de mest imponerende flockers er uden tvivl dem, der danner store, uregelmæssigt formede masser, såsom stære, vadefugle, og solsorte., De flyver ofte med hastigheder på 40 miles eller mere i timen, og i en tæt gruppe kan rummet mellem dem kun være lidt mere end deres kropslængde. Alligevel kan de gøre forbavsende skarpe sving, der ser ud til, for det blotte øje, at blive gennemført helt i samklang. Forestil dig at gøre unrehearsed undvigende manøvrer i samråd med alle de andre hurtigt bevægende bilister omkring dig på en motorvej, og du får en ID.om vanskeligheden involveret.
ikke underligt, at observatører er blevet efterladt med at famle efter en forklaring., Da Heppner, nu semi-pensioneret, begyndte at studere dueflokke mere end 30 år siden, han foreslog, at de kommunikerer gennem en slags neurologisk baseret “biologisk radio.”
“det faktum, at vi ikke blev hootet ud af byen, er en indikation af, hvor desperate vi var til at forklare disse ting,” siger han nu.
i dag har teknologiske innovationer, fra højhastighedsfotografering til computersimuleringer, gjort det muligt for biologer at se og analysere fugleflokke som aldrig før. Så har en ny bølge af interesse fra andre forskere, herunder matematikere, fysikere, selv økonomer., Som et resultat er forskere tættere end nogensinde på virkelig at komme ind i flokkens sind.
“Der er meget, vi ikke ved nu,” siger Heppner, “men jeg tror, vi faktisk vil vide, hvordan og hvorfor fugle flyver i organiserede grupper inden for fem år.”
på et niveau har det længe været indlysende, hvad der foregår, når dyr synkroniserer deres bevægelser—det være sig ænder, gnuer, sild eller sociale insekter. Flere øjne og ører betyder øgede muligheder for at finde mad og forbedrede chancer for at opdage et rovdyr i tide.,
det er, når en rovdyr lunges, selvom det at være i en skare virkelig betaler sig. Talrige undersøgelser har vist, at personer, der rejser i grupper, næsten altid er mere sårbare, når de forvildes af sig selv. Det skyldes ikke i nogen lille del de forvirrende ting, som en samling kan gøre. Ved at dreje hurtigt, eller blot at vippe en smule på deres akse, dunlins er i stand til at ændre udseendet af deres fjerdragt fra mørke (deres upperparts) til lys (deres underparts), at skabe en hurtig blinkende effekt, der kan skræmme eller forvirre rovdyr., Undersøgelser har vist, at merlins jagt vadefugle er faktisk mest succesfulde, når de forfølger enkeltpersoner. Falcons går efter tætpakkede skarer af ryler og andre kystfugle, men disse jagter er mest tilbøjelige til at lykkes, når angrebet får en solo fugl til at strejfe. Sikkerhed i antal, med andre ord: fugle, der forbliver sammen, har en tendens til at overleve sammen.
“at Være single er altid mere risikabelt,” siger Claudio Carere, en italiensk ornitolog, der er involveret i en fælles undersøgelse af flok stære i Rom.,
den britiske evolutionsbiolog .illiam Hamilton opfandt i 1971 udtrykket “egoistisk besætning” for at beskrive dette fænomen. Hvert medlem af en flok, skrev han, handler ud af simpel egeninteresse. Når et rovdyr nærmer sig en flok, bevæger alle individer i gruppen sig mod det sikreste sted—nemlig midten af gruppen—for at reducere chancerne for at blive fanget. Observationer af unge vadefugle har antydet, at det kan tage dem et stykke tid at få fat i dette, fordi de lærer at danne sammenhængende menigheder kun over tid., Som de gør, dikterer det naturlige valg, at fuglene, der mindst er i stand til at hænge sammen med gruppen, sandsynligvis bliver fanget af rovdyr.
egeninteresse i sig selv kan forklare mange af de observerede dynamikker i flokbevægelse, såsom densitet. Men det kan ikke forklare, hvordan fuglene får de oplysninger, de har brug for for at bevæge sig synkront og undgå et rovdyr. Der er ingen måde, hvert medlem af gruppen kan se en hurtigflyvende falk på samme tid. Hvordan kan de da vide hvilken retning de skal bevæge sig i for at undgå den?
et fingerpeg kom fra undersøgelser af fisk., Mange skolearter manøvrerer lige så indviklet som de mest sammenhængende fugleflokke—og de er meget lettere at studere, fordi de kan ses og fotograferes ovenfra i åbne tanke. I 1960’erne en russisk biolog, Dmitrii Radakov, testet skoler og konstateret, at de med succes kan undgå rovdyr, som en helhed, hvis enkelte fisk, blot koordinerer sine bevægelser med sine naboer. Selv hvis kun en håndfuld individer ved, hvor et rovdyr kommer fra, skrev han, kan de lede en enorm skole ved at indlede en tur, som deres naboer efterligner—og deres naboers naboer osv., I modsætning til lineære flokke af gæs, som har en klar leder, er klynger demokratiske. De fungerer fra græsrødderne; ethvert medlem kan indlede en bevægelse, som andre vil følge.
raffinering af Radakovs teori måtte vente til 1980 ‘ erne, da computerprogrammører begyndte at skabe modeller, der viser, hvordan simulerede dyregrupper kan reagere på individers bevægelser i dem. Det viser sig, at kun tre enkle regler er tilstrækkelige til at danne tæt sammenhængende grupper., Hvert dyr skal undgå at kollidere med sine nærmeste naboer, for generelt at blive tiltrukket af andre af sin art og at bevæge sig i samme retning som resten af gruppen. Sæt disse tre egenskaber i en computermodel, og du kan oprette “virtuelle sværme” af enhver slags skabninger, du kan lide. De ændrer tæthed, ændrer deres form og tænder en krone-ligesom fugle i den virkelige verden gør. Skaberne af film, fra Løvernes Konge, Find Nemo, har brugt lignende software til at skildre realistiske bevægelser i store grupper—uanset om stampeding gnuer eller drivende vandmænd.,
den virkelige verden kører dog ikke som soft .are. Et problem med den grundlæggende model er, at det ikke i tilstrækkelig grad forklarer, hvordan fugleflokke kan reagere så hurtigt som de gør. Det er noget, Wayne Potts realiseret som en ph.d. – studerende i slutningen af 1970’erne. Nu er biolog ved University of Utah, Potts endte med at studere dunlins på Puget Sound. Ved at lave film af deres flokke og analysere, ramme for ramme, hvordan hver enkelt fugl bevægede sig, han var i stand til at vise, at en tur krusninger gennem en flok, ligesom en cheerleadingbølge passerer gennem sportsfans på et stadion., Han forklarede fundet med navnet på sin teori: “chorus line hypothesis.”En individuel danser, der venter på, at hendes nærmeste nabo bevæger sig, før hun starter sit spark, vil være for langsomt; på samme måde ser en dunlin et antal fugle omkring det, ikke kun dets nærmeste naboer, for signaler. Denne konstatering satte den gamle telepati-id.til hvile.
“bølgen formerede sig gennem flokken mindst tre gange hurtigere, end det kunne forklares, hvis de bare så deres nærmeste naboer,” siger Potts. “Men der var sandsynligvis ikke noget ekstrasensorisk foregår.,”
hvert år overvintrer flokke af mange tusinde stære på store roosts i Rom. Smøre den dæmpende himmel hver eftermiddag, lige før skumringen, de flyver ind fra de landlige olivenlunde, hvor de fodrer—trofaste pendlere omvendt, som Rachel Carson engang skrev om fugles forudsigelige vaner. Tusinder samles og danner tætte kugler, ellipser, søjler og bølgende linjer, der sekventielt ændrer formen på deres flokke inden for øjeblikke. De forvirrer mange beboere, der træt af de dråber, de efterlader. Andre elsker deres detaljerede skærme.,
“når de nærmer sig roosterne, angribes stærene regelmæssigt af falke og viser fantastiske flokningsadfærd,” siger Carere. “De komprimerer og nedbryder, Splitter og smelter sammen, danner ‘terrorbølger’ “—impulser, der bevæger sig væk fra en nærliggende falk på et splitsekund. “Dette er noget, der ved syn er fantastisk, som indiske røgsignaler.”
I de kystnære vådområder i det sydvestlige Danmark, hvor nogle stær flokke i foråret kan antallet af mere end en million, lokale sigt deres sen-eftermiddag viser “sort sol”, fordi de bogstaveligt talt mørkere himlen., Men stære i Rom er især praktisk at studere, fordi en af deres vigtigste roosts er i en park mellem byens centrale jernbanestation og en af grenene på det romerske Nationalmuseum.
Forskere fra en kollaborativ, pan-Europæiske projekt ved navn StarFLAG logget en masse timer på taget af museets historiske Palazzo Massimo i to vintre, der sigter mod et par af linie-kameraer i flokke med tusindvis af stære, der udfører akrobatiske viser., Nogle forskere havde tidligere brugt stereoskopisk fotografi med høj hastighed til at analysere hele strukturen, men de kunne kun gøre det med relativt små grupper. Når en flok oversteg 20 til 30 fugle, blev dens struktur umulig at drille fra hinanden. “Du skal sige, hvem der er hvem i billederne fra de forskellige kameraer, der ser meget forskellige ud fra hinanden,” siger Andrea Cavagna, en italiensk fysiker, der arbejder med StarFLAG. “Dette er meget vanskeligt at gøre ved øjet, og helt umuligt for tusind fugle.,”
Ved hjælp af software, der er lånt fra felt af statistiske mekanik, som forklarer egenskaberne ved materialer ved at undersøge deres molekylære struktur, Cavagna og andre fysikere har nu været i stand til at matche op til 2.600 stære i forskellige billeder med hinanden. Det giver dem mulighed for at kortlægge den tredimensionelle struktur af flokke meget mere præcist, end det nogensinde har været muligt før., På skærmen kan de tage det, der ser ud til det menneskelige øje som en solid, afrundet masse af fugle og lære, om det faktisk er en bold eller rettere en anden mere kompliceret form, såsom en pandekage, en søjle eller en åben kop. De kan se det fra enhver vinkel, og se det ændre form ved 10 billeder i sekundet.
resultatet har været en infusion af kvantificerbar observation i et felt, der længe er fyldt med spekulation. Ved at zoome ind på de tredimensionelle rekonstruktioner kan forskerne begynde at forstå de rumlige forhold, som individuelle stære i den har med hinanden., De har fundet ud af, at uanset hvor tæt en flok vises udefra, er dens medlemmer ikke jævnt fordelt som punkter på et gitter. I stedet har hvert medlem en god del plads bag og foran. Som drivere på en motorvej, stære ikke synes at have noget imod at have naboer i nærheden på deres sider—eller over og under, for den sags skyld—så længe de har åben plads foran.
det giver mening, da tilstedeværelsen af en klar sti i kørselsretningen minimerer sandsynligheden for kollisioner, hvis fuglene har brug for at skifte kurs pludseligt, som det er sandsynligt, når en falk angriber., Men hvad er rigtig smart om denne rumlige asymmetri er, at forskerne har været i stand til at bruge det til at beregne antallet af naboer, som hver stær betaler tæt opmærksomhed—en kvantificeret udarbejdelse af Potts ‘ s chorus line idé. Ved at se på sammenhænge mellem naboernes starlings bevægelser kan de vise, at hver fugl altid er opmærksom på det samme antal naboer, uanset om de er tættere eller længere væk.
hvor mange naboer er det?, Seks eller syv, siger Cavagna, der påpeger, at stære i flokke næsten altid kan se mange flere nærliggende fugle—men antallet kan være tæt knyttet til fugles kognitive evne. Laboratorieundersøgelser har vist, at duer let er i stand til at skelne mellem op til seks forskellige genstande, men ikke mere. Det ser ud til at være nok. Fokus på mere end en eller to naboer gør det muligt for en starling at manøvrere hurtigt, når det er nødvendigt., Men ved at begrænse antallet af naboer til seks eller syv, kan det undgå at røre sin hjerne med mindre pålidelige eller simpelthen overvældende oplysninger fra fugle længere væk.
om at se disse naboer er alt, hvad de gør, er dog endnu ikke kendt. Flere StarFLAG-samarbejdspartnere ved University of Groningen i Holland har brugt disse nøje overvågede flokke til at kalibrere computersimuleringer mere sofistikerede end nogen andre, der tidligere blev brugt til at analysere flokadfærd., De forsøger at forfine de modeller, der er skabt af fysikerne, for mere præcist at afspejle de virkelige forhold, starlings ansigt, såsom tyngdekraft og turbulent luft. Forskerne forsøger også at forstå, hvordan stære i flugt kommunikerer; selvom alle er enige om, at de bruger syn til at navigere i nært hold, er det måske ikke alt, hvad de bruger.
“jeg synes, det er akustisk og visuelt,” siger Carere, “men den nøjagtige måde, det fungerer på, ved ingen.”Han foreslår, at en starling endda kan bruge den taktile følelse af at ryste luft fra nære naboer for at hjælpe med at guide dens retning., Det er klart, at der stadig er meget at lære af disse mest jordiske fugle.Frank Heppner er overbevist om, at forskere snart vil være i stand til at forklare mange sådanne mysterier, selvom han fortsætter med at stille spørgsmålstegn ved nogle af de mest grundlæggende antagelser om flokadfærd. Han undrer sig for eksempel over, hvorfor de romerske stære så spektakulært manøvrerer over deres rodpladser i mange minutter, før de slår sig ned. Hvis de virkelig ville undgå Falke, spørger han, ville de ikke forsvinde hurtigere ind i træerne? “Hvad de gør er ikke at undgå rovdyr,” siger han. “Det inviterer rovdyr.,”
han spekulerer på, at der kan være en grundlæggende matematikbaseret adfærd, der foregår-den slags ting, som fysikere kalder en “emergent egenskab”, hvor helheden er meget større end summen af dens dele. Starlings kan gøre, hvad de gør, simpelthen fordi deres individuelle programmering gør komplekse adfærd, som flokke, uundgåelig., Fugleinteresserede, af alle mennesker, burde forstå, at, da de ved, hvordan enkle biologiske regler som en grundlæggende menneskelig interesse i farvestrålende, bevægelige objekter kan føre til uforudsigelige og tilsyneladende irrationelle adfærd—såsom jetting off til Brownsville til at spotte en golden-crowned sanger.
“det kan være, at disse typer adfærd er som et matematisk biprodukt af de regler, fuglene følger,” siger Heppner. “Det er helt muligt, at du får uforudsigelig adfærd ud af forudsigelige regler.”Måske vil Roms stære endnu kaste lys over folks kollektive beslutningstagning.,nogle forskere tilknyttet StarFLAG-projektet undersøger, hvordan vælgerne påvirker hinandens valg, og om beslutninger om hvor man skal finde nye bankfilialer udgør et muligt eksempel på flokadfærd.
sådanne praktiske anvendelser af forståelse flokadfærd kan være lige så meget værd for nogle mennesker som at kende gudernes intentioner. Alligevel er de sandsynligvis mindre værdifulde end en anerkendelse af, hvordan folk allerede har påvirket flokke., Starlings overvintrede ikke i Rom i sådanne tal i de forløbne år, men klimaændringer kombineret med andre faktorer har gjort byen mere behagelig for dem. Flokke af mange vadefugle mindskes, efterhånden som deres levesteder og fødevarer ændres. Og det skyldes os selvfølgelig, at ingen længere kan nyde synet af en af de største flockende arter: passagerduen.
de mest karakteristiske menneskelige adfærdsflokke afslører dog, kan vise sig at være søgen efter både at forstå og nyde dem., Folk vil gerne vide, hvordan verden som helhed fungerer, men de vil også blot sætte pris på det. De blinkende ryler, og de starlings, der hvirvler som s .ift black smoke, vil forblive et overbevisende syn, uanset hvad computermodellerne postulerer. I det mindste delvist fortsætter de, som Richard .ilbur skrev, “nægter at blive fanget . . . i mine tankers net og bure.”
denne historie løb oprindeligt i marts-April 2009-udgaven som “flyveplan.”