A sötét csapat dunlins sprint egyenesen egy marsh—, míg a merlin úgy tűnik, mind veer ugyanabban a pillanatban, villog a fényes fehér underparts, valamint átrendezése a csoport egy homokóra alakú sokkoló gyorsaság., A seregélyek távoli zúgása—és igen, ez valóban a csodálatos kifejezés ezeknek a gyakran rosszindulatú madaraknak egy csoportjára-10 000 vagy annál több, “mint egy részeg ujjlenyomat az égen”, ahogy Richard Wilbur költő írta, elmosta a sötét horizontot egy lüktető medúza gyorsaságával.
az ősidők óta az emberek egyként tekintenek a mozgó madarak tömegére, és azon tűnődnek, hogyan csinálják. Az ókori rómaiaknak volt magyarázatuk: az istenek, hittek, a madarak repülésének szándékára utaltak., A 20. század eleji tudósok, talán majdnem olyan hiszékenyek, olyan titokzatos, sőt misztikus fogalmakat tapogattak, mint a” természetes telepátia “vagy a ” csoportos lélek”.””Ez transzfúziós gondolat, gondolatátvitel-kollektív gondolkodás gyakorlatilag. Mi lehet még?”1931-ben egy brit természettudós, meglehetősen egyszerű.
lásd a cikk kísérő fotógalériáját
természetesen sok madár nyáj., De csak egy relatív maroknyi valóban együtt repül, ami a Rhode Island-i Egyetem biológusa, Frank Heppner az 1970-es években azt javasolta, hogy “repülési állományokat” hívjanak: nevezetesen magasan szervezett vonalakat vagy klasztereket. A pelikánok, a libák és más vízimadarak vonalakat alkotnak, és feltehetően kihasználják az energiát megtakarító aerodinamikai tényezőket. De a legimpozánsabb flockerek vitathatatlanul azok, amelyek nagy, szabálytalan alakú tömegeket alkotnak, mint például a seregélyek, a shorebirds és a blackbirds., Gyakran 40 mérföld vagy annál nagyobb sebességgel repülnek óránként, sűrű csoportban a köztük lévő tér csak kissé nagyobb lehet, mint testhosszuk. Mégis meglepően éles fordulatokat tehetnek, amelyek szabad szemmel teljesen egyhangúan jelennek meg. Képzeld el, hogy nem tanult kitérő manővereket csinálsz a többi gyorsan mozgó sofőrrel együtt egy gyorsforgalmi úton, és kapsz egy ötletet a nehézségről.
nem csoda, hogy a megfigyelők magyarázatot kaptak., Amikor Heppner, most félig nyugdíjas, több mint 30 évvel ezelőtt kezdte meg a galambállományok tanulmányozását, azt javasolta, hogy valamilyen neurológiai alapú “biológiai rádión keresztül kommunikáljanak.”
“az a tény, hogy nem rúgtak ki a városból, jelzi, hogy mennyire kétségbeesetten magyaráztuk ezt a dolgot” – mondja most.
Ma, bár, technológiai újítások, a nagy sebességű fényképezés, hogy számítógépes szimulációk, engedélyezte a biológusok megtekintéséhez, illetve elemezni madár állományok, mint még soha. Így van egy új érdeklődési hullám más tudósok, köztük matematikusok, fizikusok, még közgazdászok., Ennek eredményeként a kutatók közelebb állnak, mint valaha, hogy valóban belekerüljenek a nyáj elméjébe.
” sok mindent nem tudunk most-mondja Heppner -, de azt hiszem, valójában tudni fogjuk, hogyan és miért repülnek a madarak szervezett csoportokban öt éven belül.”
egy szinten már régóta nyilvánvaló, hogy mi történik, amikor az állatok szinkronizálják mozgásukat-legyen az kacsa, gnú, hering vagy társadalmi rovarok. Több szem és fül nagyobb lehetőséget jelent az élelem megtalálására, és nagyobb esély van arra, hogy időben észleljünk egy ragadozót.,
Ez az, amikor egy ragadozó kitörik, bár, hogy egy tömegben valóban kifizetődik. Számos tanulmány kimutatta, hogy a csoportokban utazó egyének szinte mindig sebezhetőbbek, amikor önmagukban kóborolnak. Ez nem kis részben annak a zavaró dolgoknak köszönhető, amelyeket egy összeállítás megtehet. Elforgatásával gyorsan, vagy egyszerűen csak dönthető kicsit a tengely, dunlins képes váltani a megjelenését a tollazat a sötét (a upperparts), hogy a fény (a underparts), ami egy gyors villogó hatást, hogy lehet, hogy megijesztettem vagy megzavarja a ragadozók., Tanulmányok kimutatták, hogy a Merlins vadászat shorebirds valójában legsikeresebb, ha ők üldözi az egyének. A Falcons nem megy után szorosan csomagolt tömeg dunlins és más shorebirds, de ezek a vadászatok a legvalószínűbb, hogy sikerül, ha a támadás okoz szóló madár kóbor. Biztonság számokban, más szóval: az Együtt maradó madarak általában együtt élnek.
“az egyedülállóság mindig kockázatosabb” – mondja Claudio Carere, egy olasz ornitológus, aki részt vesz a római seregélyek pelyhesítésének együttműködési tanulmányában.,
William Hamilton Brit evolúciós biológus 1971-ben alkotta meg az “önző csorda” kifejezést ennek a jelenségnek a leírására. Egy nyáj minden tagja, írta, egyszerű önérdekből cselekszik. Amikor egy ragadozó közeledik egy állományhoz, a csoport minden tagja a legbiztonságosabb hely—nevezetesen a csoport közepe—felé halad, hogy csökkentse az elfogás esélyeit. A fiatal shorebirds megfigyelései arra utaltak, hogy eltarthat egy ideig, amíg ez megtörténik, mert csak az idő múlásával tanulnak összetartó gyülekezeteket alkotni., Mint ők, a természetes szelekció azt diktálja, hogy a madarak, amelyek legkevésbé képesek lógni a csoporttal, valószínűleg ragadozók fogják el.
az önérdek önmagában megmagyarázhatja a nyájmozgás megfigyelt dinamikáját, például a sűrűséget. De nem tudja megmagyarázni, hogy a madarak hogyan kapják meg a szükséges információkat ahhoz, hogy szinkronban mozogjanak és elkerüljék a ragadozót. Kizárt, hogy a csoport minden tagja egyszerre láthasson egy gyorsan repülő sólymot. Hogyan, akkor, tudhatják, hogy milyen irányba kell mozogni, hogy elkerülje azt?
az egyik nyom a halak vizsgálatából származott., Sok iskolafaj olyan bonyolultan manőverezik, mint a legösszetettebb madárállományok—és sokkal könnyebb tanulmányozni őket, mert felülről figyelhetők és fényképezhetők nyitott tartályokban. Az 1960-as években egy orosz biológus, Dmitrii Radakov tesztelte az iskolákat, és megállapította, hogy sikeresen elkerülhetik a ragadozókat, mint egészet, ha minden hal egyszerűen összehangolja mozgását szomszédaival. Még akkor is, ha csak egy maroknyi ember tudja, honnan származik egy ragadozó, írta, egy hatalmas iskolát vezethetnek egy olyan fordulat elindításával, amelyet szomszédaik emulálnak—szomszédaik szomszédai stb., Ellentétben a lineáris liba-állományokkal, amelyeknek egyértelmű vezetője van, a klaszterek demokratikusak. Az alulról működnek; bármely tag kezdeményezhet olyan mozgást, amelyet mások követnek.
Radakov elméletének finomítása az 1980-as évekig kellett várnia, amikor a számítógépes programozók olyan modelleket kezdtek létrehozni, amelyek megmutatják, hogy a szimulált állatcsoportok hogyan reagálhatnak a bennük lévő egyének mozgására. Kiderül, hogy csak három egyszerű szabály elegendő a szorosan összetartó csoportok kialakításához., Minden állatnak el kell kerülnie a közvetlen szomszédaival való ütközést, hogy általában vonzódjon a maga nemében másokhoz, és ugyanabban az irányban mozogjon, mint a csoport többi része. Csatlakoztassa ezt a három jellemzőt egy számítógépes modellhez, és létrehozhat “virtuális rajokat” bármilyen kedves lényből. Megváltoztatják a sűrűséget, megváltoztatják az alakjukat, és bekapcsolnak egy fillért—ahogy a valós madarak is. A filmkészítők, az Oroszlánkirálytól a Nemo megtalálásáig, hasonló szoftvert használtak a reális megjelenésű mozgások ábrázolására nagy csoportokban-akár vaddisznó, akár sodródó medúza.,
a Való Világ, bár, nem fut, mint a szoftver. Az alapmodell egyik problémája az, hogy nem magyarázza meg megfelelően, hogy a madárállományok hogyan reagálhatnak olyan gyorsan, mint ők. Ez olyasmi, amit Wayne Potts az 1970-es évek végén ért el végzős hallgatóként. most a Utah-i Egyetem biológusa, Potts végül dunlins-t tanulmányozta a Puget Soundon. Azáltal, hogy a filmek a nyájat, s elemzi, keret által, hogy minden egyes madár mozdult, ő képes volt megmutatni, hogy egy kapcsolja hullámok keresztül egy csapat csak mint szurkoló hullám halad át szurkolók a stadionban., Elméletének nevével magyarázta a megállapítást: a ” kórus vonal hipotézise.”Az egyéni táncos, aki arra vár, hogy közvetlen szomszédja mozogjon, mielőtt elindítaná a rúgását, túl lassú lesz; hasonlóképpen, egy dunlin számos madarat figyel körülötte, nem csak a legközelebbi szomszédai, jelzésekre. Ez a megállapítás véget vetett a régi telepátia ötletnek.
“a hullám legalább háromszor gyorsabban terjedt át a nyájon, mint amit meg lehetett magyarázni, ha csak a közvetlen szomszédaikat figyelték” – mondja Potts. “De valószínűleg semmi extraszenzoros nem történt.,”
minden évben sok ezer seregély állománya télen nagy kakasokban Rómában. Elkenődött a tompító ég minden délután, csak alkonyat előtt, repülnek a vidéki olajfaligetek, ahol etetni hűséges ingázók fordított, mint Rachel Carson egyszer írt madarak kiszámítható szokások. Ezrek egyesülnek és sűrű gömböket, ellipsziseket, oszlopokat és hullámzó vonalakat alkotnak, amelyek pillanatokon belül egymás után megváltoztatják állományuk alakját. Sok lakót elkeserítenek, akik belefáradnak a hátrahagyott ürülékekbe. Mások szeretik a bonyolult kijelzőket.,
“ahogy közelednek a kakasokhoz, a seregélyeket rendszeresen megtámadják a sólymok, és elképesztő pelyhesítő viselkedést mutatnak” – mondja Carere. “Kompaktálnak, bomlanak, egyesülnek,” terror hullámokat “képeznek” – impulzusok, amelyek egy másodperc alatt távolodnak el a közeledő sólyomtól. “Ez valami, ami látványosan fantasztikus, mint az indiai füstjelek.”
a délnyugat-dániai part menti vizes élőhelyeken, ahol tavasszal néhány starling állomány több mint egymillió lehet, a helyiek késő délutáni megjelenésüket “fekete napnak” nevezik, mert szó szerint sötétítik az eget., De a seregélyek Rómában különösen kényelmes tanulni, mert az egyik fő kakasok van egy parkban, a város központi pályaudvar és az egyik ága a Római Nemzeti Múzeum.
A StarFLAG nevű kollaboratív, páneurópai projekt kutatói sok órát töltöttek a múzeum történelmi Palazzo Massimo tetején az elmúlt két télen, egy pár igazított kamerát célozva meg a több ezer seregélynek, akik műrepülő kijelzőket mutatnak be., Egyes kutatók korábban nagy sebességű sztereoszkópikus fényképezést alkalmaztak az egész szerkezetének elemzésére, de ezt csak viszonylag kis csoportokkal tudták megtenni. Miután egy nyáj meghaladta a 20-30 madarat,szerkezete lehetetlenné vált. “Meg kell mondanod, ki az, aki a különböző kamerák képein, amelyek nagyon különböznek egymástól” – mondja Andrea Cavagna, a StarFLAG-szal dolgozó olasz fizikus. “Ezt nagyon nehéz szemmel csinálni, ezer madár számára pedig teljesen lehetetlen.,”
a statisztikai mechanika területéről kölcsönzött szoftver segítségével, amely molekuláris szerkezetük vizsgálatával magyarázza az anyagok tulajdonságait, a Cavagna és más fizikusok most már képesek voltak akár 2600 csillagnak is megfelelni különböző fényképeken. Ez lehetővé teszi számukra, hogy sokkal pontosabban feltérképezzék az állományok háromdimenziós szerkezetét, mint valaha is lehetséges., A képernyőn, tudják venni, amit úgy tűnik, hogy az emberi szem, mint egy szilárd, lekerekített tömege madarak, és megtanulják, hogy ez valójában egy labdát, vagy inkább valami más bonyolultabb alakú, mint például egy palacsinta, egy oszlop, vagy egy nyitott csésze. Bármilyen szögből megnézhetik, és nézhetik, ahogy 10 képkocka / másodperc sebességgel változtatja az alakját.
az eredmény egy számszerűsíthető megfigyelés infúziója volt egy olyan területre, amely régóta spekuláció. A háromdimenziós rekonstrukciók nagyításával a kutatók elkezdhetik megérteni az egyes csillagok térbeli kapcsolatait egymással., Azt találták, hogy bármilyen sűrű nyáj jelenik meg kívülről, tagjai nem egyenletesen oszlanak el, mint a rács pontjai. Inkább, minden tagnak van egy jó sok hely mögött és előtt. Mint a vezetők egy autópályán, seregélyek nem úgy tűnik, hogy szem előtt, hogy a szomszédok a közelben az oldalukon—vagy felett és alatt, ami azt illeti-mindaddig, amíg van nyitott tér előtt.
ennek van értelme, mivel a tiszta út jelenléte az utazás irányában minimalizálja az ütközések valószínűségét, ha a madaraknak hirtelen kell elmozdulniuk, mint valószínű, amikor egy sólyom támad., De ami igazán remek erről a térbeli aszimmetria, hogy a kutatók képesek voltak használni, hogy kiszámítja a szám a szomszédok, amely minden starling figyelni—egy számszerűsített kidolgozása Potts az énekkar ötlet. A szomszédos seregélyek mozgása közötti összefüggéseket vizsgálva megmutathatják, hogy minden madár mindig ugyanannyi szomszédra figyel, akár közelebb, akár távolabb.
hány szomszéd ez?, Hat vagy hét-mondja Cavagna, aki rámutat arra, hogy az állományokban lévő seregélyek szinte mindig sokkal több közeli madarat látnak—de ez a szám szorosan kötődik a madarak kognitív képességéhez. A laboratóriumi vizsgálatok kimutatták, hogy a galambok könnyen megkülönböztethetnek legfeljebb hat különböző tárgyat, de nem többet. Úgy tűnik, ez elég. Összpontosítva több mint egy vagy két szomszéd lehetővé teszi a starling manőverezni gyorsan, ha szükséges., De ha hat vagy hét szomszédra korlátozza a figyelmet, elkerülheti, hogy az agyát kevésbé megbízható, vagy egyszerűen elsöprő információkkal zavarja a távolabbi madaraktól.
még nem ismert, hogy figyelik-e ezeket a szomszédokat. A hollandiai Groningeni Egyetem számos Csillagflag munkatársa ezeket a szorosan figyelt állományokat használta a számítógépes szimulációk kifinomultabb kalibrálására, mint bármely más, a nyáj viselkedésének elemzésére., Megpróbálják finomítani a fizikusok által készített modelleket, hogy pontosabban tükrözzék a valós körülményeket, például a gravitációt és a turbulens levegőt. A kutatók azt is megpróbálják megérteni, hogy a repülés csillagai hogyan kommunikálnak; bár mindenki egyetért azzal, hogy a látást közeli helyeken navigálják, lehet, hogy nem csak ezt használják.
” szerintem akusztikus és vizuális-mondja Carere -, de a pontos működését senki sem tudja.”Azt javasolja, hogy a starling akár a közeli szomszédok tapintható érzékét is felhasználhatja annak irányításához., Nyilvánvaló, hogy még sok mindent meg kell tanulni ezekből a legvilágosabb madarakból.
Frank Heppner biztos abban, hogy a kutatók hamarosan képesek lesznek megmagyarázni sok ilyen rejtélyt, még akkor is, ha továbbra is megkérdőjelezi a pelyhesítő viselkedés legalapvetőbb feltételezéseit. Kíváncsi például, hogy a Római seregélyek miért olyan látványosan manővereznek a fészkelőhelyeik felett néhány percig, mielőtt letelepednének. Ha tényleg el akarják kerülni a sólymokat, azt kérdezi, nem tűnnének el gyorsabban a fákba? “Amit csinálnak, az nem ragadozó elkerülés” – mondja. “Meghívja a ragadozókat.,”
spekulál, hogy lehet, hogy valamilyen alapvető matematikai alapú viselkedés folyik-az a fajta dolog, amit a fizikusok “kialakuló tulajdonságnak” neveznek, amelyben az egész sokkal nagyobb, mint a részek összege. A seregélyek egyszerűen azért tehetik meg, amit csinálnak, mert az egyéni programozás bonyolult viselkedést tesz szükségessé, mint az állományok, elkerülhetetlen., Birders, minden ember, meg kell értenie, hogy, mivel tudják, milyen egyszerű biológiai szabályok, mint az alapvető emberi érdeklődés élénk színű, mozgó tárgyak vezethet kiszámíthatatlan és látszólag irracionális viselkedés-mint például a jetting ki Brownsville észrevenni egy arany koronás pacsirta.
“lehet, hogy az ilyen típusú viselkedés olyan, mint a madarak által követett szabályok matematikai mellékterméke”-mondja Heppner. “Teljesen lehetséges, hogy kiszámíthatatlan viselkedést kap a kiszámítható szabályokból.”Talán Róma seregélyei még némi fényt vetnek az emberek kollektív döntéshozatalára.,
néhány, a StarFLAG projekthez kapcsolódó tudós azt vizsgálja, hogy a szavazók hogyan befolyásolják egymás választásait, valamint azt, hogy az új bankfiókok megkeresésére vonatkozó döntések a pelyhesítő viselkedés lehetséges példáját jelentik-e.
a nyáj viselkedésének megértésének ilyen gyakorlati alkalmazásai néhány ember számára annyit érhetnek, mint az istenek szándékainak ismerete. De valószínűleg kevésbé értékesek, mint annak elismerése, hogy az emberek már befolyásolták a nyájakat., A seregélyek nem teleltek Rómában ilyen számban az elmúlt években, de az éghajlatváltozás, más tényezőkkel kombinálva, kényelmesebbé tette számukra a várost. Számos partimadár állománya csökken, mivel élőhelyük és táplálékuk megváltozik. Természetesen nekünk köszönhető, hogy senki sem élvezheti többé a pelyhesítő fajok egyik legnagyobb látványát: az utógalamb.
a legtöbb kvintesszenciálisan emberi viselkedés nyájak felfedi, bár, kiderülhet, hogy a törekvés, hogy mind megérteni, élvezni őket., Az emberek szeretnék tudni, hogyan működik a világ, de egyszerűen csak értékelni akarják. Azok a villogó dunlinok, és azok a seregélyek, akik úgy forognak, mint a swift black smoke, lenyűgöző látvány maradnak, függetlenül attól, hogy a számítógépes modellek mit posztulálnak. Legalábbis részben, folytatni fogják, ahogy Richard Wilbur írta, ” megtagadják, hogy elkapják . . . a gondolataim hálóiban és ketreceiben.”
Ez a történet eredetileg a 2009. március-áprilisi számban futott, mint ” repülési terv.”