Почему птицы на краю стаи остаются там: исследование проливает свет на тайны мурмурации

Они изгибаются и поворачивают в небе, образуя плотные, кружащиеся формации — мурмурации птиц, которые, кажется, движутся как одно целое. Это зрелище завораживает наблюдателей и десятилетиями озадачивает учёных. Новое исследование предполагает, что одна из самых загадочных особенностей этих воздушных представлений — поведение птиц на краях — может быть результатом случайности, а не намерения.

Исследование

Анализ, опубликованный в Journal of The Royal Society Interface, изучает модели скопления галок и обнаруживает, что резкие границы мурмураций и поведение некоторых птиц, задерживающихся на краях, можно объяснить математическими правилами, регулирующими взаимодействие особей с соседями.

Длительные наблюдения

Учёные давно отметили две особенности поведения птиц в стае: птицы на внешних краях, как правило, остаются там дольше, чем ожидалось, а граница стаи оказывается удивительно чётко очерченной. Ранее считалось, что такое поведение могло развиться как адаптивная черта — возможно, позволяющая некоторым птицам легче замечать хищников или быстрее реагировать на угрозы.

Случайность или стратегия?

Однако, согласно новому исследованию, использующему стохастические (случайные) модели движения животных, эти закономерности возникают естественным образом, когда птицы следуют так называемым топологическим правилам — координируя своё движение с фиксированным числом ближайших соседей, независимо от фактического расстояния.

В отличие от этого, те же самые поразительные особенности поведения на краях не проявлялись, когда птицы взаимодействовали, используя метрические правила, где координация зависит от того, кто находится физически ближе всего. Результаты были дополнительно подтверждены данными GPS-трекинга стай галок, которые выявили закономерности, соответствующие топологической модели.

«Что удивительно, так это то, что эти высокоструктурированные, кажущиеся целенаправленными формации могут быть результатом очень простых правил взаимодействия», — сказал Энди Рейнольдс из Ротамстеда, проводивший анализ. «Резкость границы и постоянство птиц на краях — это не обязательно преднамеренные стратегии. Это просто то, что происходит, когда система работает на основе топологических взаимодействий».

Выводы исследования

Исследование добавляет к растущему объёму доказательств того, что сложное групповое поведение — от стай рыб до роёв насекомых — может возникать из удивительно минималистичных правил. Оно также поднимает вопросы о том, насколько поведение групп животных определяется эволюцией, а насколько — физикой и геометрией.

Мурмурации, часто наблюдаемые у скворцов, но также выполняемые другими видами, такими как галки, уже давно привлекают как художников, так и учёных. Хотя их точная функция всё ещё обсуждается, считается, что они обеспечивают защиту от хищников и помогают в ночёвке.

Новое исследование не исключает возможности того, что поведение на краях может быть полезным, но предполагает, что оно могло развиться не специально для этой цели. Вместо этого оно может быть счастливой случайностью алгоритма природы.

Изучение поведения скопления

Институт Ротамстеда изучает поведение скопления, поскольку оно предоставляет учёным важную информацию о том, как могут вести себя различные виды вредителей, поражающие наши культуры. Математически моделируя то, что удерживает рой вместе, можно разработать стратегии, которые улучшат нашу способность прогнозировать, отслеживать и контролировать движение насекомых-вредителей.

Предоставлено Rothamsted Research

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте