Die Wetenskap Agter Een Van Die Natuur se Grootste Displays

Die Wetenskap Agter Een Van Die Natuur se Grootste Displays
Menno Schaefer / shutterstock

As jy die sterre murmurasies bekyk, soos die voëls wakker word, duik en wiel deur die lug, is dit een van die groot plesier van 'n donker winterse aand. Van Napels na Newcastle het hierdie kleinvee vogeltogte dieselfde ongelooflike akrobatiese vertoning, wat in perfekte sinchronisasie beweeg. Maar hoe doen hulle dit? Hoekom crash hulle nie? En wat is die punt?

Terug in die 1930s het een voorste wetenskaplike voorgestel dat voëls moet hê psigiese kragte Om saam te werk in 'n kudde. Gelukkig begin die moderne wetenskap beter oplossings te vind.

Om te verstaan ​​wat die starlings doen, begin ons terug in 1987 toe die baanbreker-rekenaarwetenskaplike Craig Reynolds 'n Simulasie van 'n trop voëls. Hierdie "boids", soos Reynolds sy rekenaargegenereerde wesens genoem het, het slegs drie eenvoudige reëls gevolg om hul verskillende bewegingspatrone te skep: nabygeleë voëls sou verder beweeg, voëls sal hul rigting en spoed in lyn bring en meer verre voëls sal nader beweeg.

Sommige van hierdie patrone is toe gebruik om realistiese soekgroepe in films te skep, wat begin met Batman Returns in 1992 en sy swerms vlermuise en "weermag" van pikkewyne. Hierdie model het nie noodwendig 'n langafstandsbegeleiding of bonatuurlike krag nodig nie - slegs plaaslike interaksies. Reynolds se model het bewys dat 'n komplekse kudde wel moontlik was deur individue wat basiese reëls volg, en die gevolglike groepe het beslis "gekyk" soos dié van die natuur.

Vanaf hierdie beginpunt het 'n hele veld van dierebewegingsmodellering ontstaan. Die aanpassing van hierdie modelle tot die werklikheid is skouspelagtig behaal in 2008 deur 'n groep in Italië wat in staat was om rolprentmure rondom die spoorwegstasie in Rome te filmpje, hul posisies in 3D te rekonstrueer en te wys die reëls wat gebruik word. Wat hulle gevind het, was dat die sterre probeer het om die rigting en spoed van die naaste sewe of so bure te pas, eerder as om op die bewegings van al die nabygeleë voëls om hulle te reageer.

As ons kyk na 'n murmurering in golwe en in die vorms van vorms beweeg, lyk dit dikwels of daar gebiede is waar voëls stadig en dik word ingepak, of waar hulle versnel en wyer versprei. Trouens, dit is grootliks te danke aan 'n optiese illusie wat geskep word deur die 3D-kudde wat geprojekteer word op ons 2D-aansig van die wêreld, en wetenskaplike modelle stel voor dat die voëls met 'n bestendige spoed vlieg.

Danksy die pogings van rekenaarwetenskaplikes, teoretiese fisici en gedragsbioloë weet ons nou hoe hierdie murmurasies gegenereer word. Die volgende vraag is hoekom gebeur dit glad nie - wat het veroorsaak dat spreeu hierdie gedrag ontwikkel het?


Kry die nuutste van InnerSelf


Eenvoudige verduideliking is die behoefte aan warmte in die nag gedurende die winter: die voëls moet bymekaar kom by warmer terreine en in die nabye omgewing woon om net lewendig te bly. Starlings kan hulself in 'n roosting site pak - riet beddens, digte heinings, menslike strukture soos steierwerk - by meer as 500-voëls per kubieke meter, soms in kleinvee van 'n paar miljoen voëls. Sulke hoë konsentrasies voëls sal 'n aanloklike teiken vir roofdiere wees. Geen voël wil die een wees wat 'n roofdier optel nie, dus die veiligheid in getalle is die naam van die spel, en wervelende massas skep 'n verwarring effek wat voorkom dat 'n enkele individu geteiken word.

Die Wetenskap Agter Een Van Die Natuur se Grootste Displays
Starlings is nie psigiese nie - hulle is net goed om die reëls te volg.
Fotografie deur Adri / shutterstock

Stoele beweeg egter dikwels van baie tientalle kilometer weg, en hulle verbrand meer energie op hierdie vlug as wat hulle gered kan word deur in mure warmer plekke te slaap. Daarom moet die motivering vir hierdie kolossale roosters meer as temperatuur wees.

Veiligheid in getalle kan die patroon aandryf, maar 'n intrigerende idee dui daarop dat kleinvee kan vorm sodat individue inligting oor voederbewerking kan deel. Dit, die "inligting sentrum hipotese", Dui daarop dat wanneer voedsel vlesig is en moeilik is om die beste langtermyn-oplossing te vind, dit nodig is om onderlinge inligting te deel tussen groot getalle individue. Net soos heuningbye die plek van blomvlekke deel, sal voëls wat een dag kos kry en oornag inligting deel, ander gelyktydige inligting geniet. Alhoewel groter getalle voëls bymekaar kom wanneer kos op sy skaarsste is, wat blykbaar 'n mate van beperkte steun vir die idee te bied, is dit tot dusver bewys uiters moeilik om die algemene hipotese behoorlik te toets.

Ons begrip van bewegende dieregroepe het die afgelope paar dekades geweldig uitgebrei. Die volgende uitdaging is om die evolusionêre en aanpasbare druk wat hierdie gedrag geskep het, te verstaan, en wat dit vir bewaring kan beteken soos die druk verander. Miskien kan ons ons begrip aanpas en dit gebruik om die outonome beheer van robotstelsels te verbeter. Miskien sal die spitsuurgedrag van die outomatiese motors van die toekoms gebaseer wees op starlings en hul murmurasies.Die gesprek

Oor die skrywers

A. Jamie Wood, Senior Lektor, Departemente Biologie en Wiskunde, Universiteit van York en Colin Beale, Senior Lektor in Ekologie, Universiteit van York

Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

{amazonWS: search index = Boeke; sleutelwoorde = aardse geheimenisse; maksresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

Facebook-ikoonTwitter-ikoonrss-ikoon

Kry die nuutste per e-pos

Emailcloak = {af}