Ang Agham Sa Likod ng Isa sa Pinakamalaking Nagpapakita ng Kalikasan

Ang Agham Sa Likod ng Isa sa Pinakamalaking Nagpapakita ng Kalikasan
Menno Schaefer / shutterstock

Ang panonood ng starling murmurations bilang swoop ibon, sumisid at gulong sa pamamagitan ng kalangitan ay isa sa mga mahusay na kasiyahan ng isang gabi malamig na taglamig. Mula sa Naples hanggang Newcastle ang mga kawan ng mga maliksi na ibon ay ginagawa ang parehong hindi kapani-paniwalang akrobatiko display, na gumagalaw sa perpektong kasabay. Ngunit paano nila ginagawa ito? Bakit hindi sila bumagsak? At ano ang punto?

Bumalik sa 1930s isang nangungunang siyentipiko iminungkahi na ang mga ibon ay dapat magkaroon saykiko kapangyarihan upang gumana nang sama-sama sa isang kawan. Sa kabutihang palad, ang modernong agham ay nagsisimula upang makahanap ng ilang mas mahusay na mga sagot.

Upang maunawaan kung ano ang ginagawa ng starlings, magsisimula kami pabalik sa 1987 kapag ang nangungunang siyentipikong computer na si Craig Reynolds ay lumikha ng isang simulation ng isang kawan ng mga ibon. Ang mga "boids" na ito, bilang tinatawag na Reynolds ang kanyang nilalang na binuo ng computer, ay sumunod lamang sa tatlong simpleng mga panuntunan upang lumikha ng kanilang iba't ibang mga pattern ng kilusan: ang mga kalapit na ibon ay lalong lumilipat, ibabagsak ng mga ibon ang kanilang direksyon at bilis, at mas malalayong ibon ang lalapit.

Ang ilan sa mga pattern na ito ay ginamit upang lumikha ng makatotohanang naghahanap ng mga grupo ng hayop sa mga pelikula, na nagsisimula sa Batman Returns sa 1992 at mga pukyutan ng mga paniki at "hukbo" ng mga penguin. Mahalaga ang modelong ito na hindi nangangailangan ng anumang pangmatagalang patnubay, o sobrenatural na mga kapangyarihan - mga lokal na pakikipag-ugnayan lamang. Ang modelo ni Reynolds ay nagpatunay na ang isang kumplikadong kawan ay posible sa pamamagitan ng mga indibidwal na sumusunod sa mga pangunahing alituntunin, at ang mga resulta ng mga grupo ay tiyak na "tumingin" tulad ng mga nasa kalikasan.

Mula sa panimulang punto na ito ay lumitaw ang isang buong larangan ng pagkilos sa paggalaw ng hayop. Ang pagtutugma sa mga modelong ito sa katotohanan ay nakamamanghang nakamit sa 2008 ng isang grupo sa Italya na nakapag-film ng mga pagbubulong sa bituin sa paligid ng istasyon ng tren sa Roma, muling itinayo ang kanilang mga posisyon sa 3D, at nagpapakita mga panuntunan na ginagamit. Ang kanilang natagpuan ay ang mga starlings na hinahangad upang tumugma sa direksyon at bilis ng pinakamalapit na pitong o kaya kapitbahay, sa halip na pagtugon sa mga paggalaw ng lahat ng mga kalapit na mga ibon sa kanilang paligid.

Kapag pinapanood natin ang isang pagbulong-bulong na pumutok sa mga alon at nagpapaikot sa mga hugis ng mga hugis na kadalasang lumilitaw na kung may mga lugar kung saan ang mga ibon ay mabagal, at nagiging makapal na nakaimpake, o kung saan sila ay nagpapabilis at kumalat nang mas malawak. Sa katunayan ito ay higit sa lahat salamat sa isang optical ilusyon na nilikha ng 3D kawan na inaasahan sa aming 2D view ng mundo, at pang-agham modelo iminumungkahi na ang mga ibon ay lumipad sa isang matatag na bilis.

Salamat sa mga pagsisikap ng mga siyentipiko sa computer, mga teoretikal na physicist at mga biologist sa pag-uugali na alam namin ngayon kung paano nabuo ang mga murmurasyon na ito. Ang susunod na tanong ay kung bakit sila mangyayari sa lahat - kung ano ang sanhi ng starlings upang magbago ang pag-uugali na ito?

Ang isang simpleng paliwanag ay ang pangangailangan para sa init sa gabi sa panahon ng taglamig: ang mga ibon ay kailangang mangalap ng magkasama sa mga mas mainit na lugar at mag-abot sa malapit upang manatiling buhay. Ang mga starling ay maaaring mag-empake ng kanilang sarili sa isang roosting site - reed bed, siksik na hedge, mga istruktura ng tao tulad ng scaffolds - higit sa 500 na ibon bawat metro kubiko, minsan sa mga kawan ng ilang milyong ibon. Ang gayong mataas na konsentrasyon ng mga ibon ay magiging isang tukoy na target para sa mga mandaragit. Nais ng ibon na maging isa na pinipili ng isang mandaragit, kaya ang kaligtasan sa mga numero ay ang pangalan ng laro, at ang mga nagmamay-ari ng masa ay lumikha ng isang epekto ng pagkalito na pumipigil sa isang indibidwal na naka-target.

Ang Agham Sa Likod ng Isa sa Pinakamalaking Nagpapakita ng Kalikasan
Ang mga starling ay hindi psychics - ang mga ito ay mahusay lamang sa pagsunod sa mga panuntunan.
Photography by Adri / shutterstock

Gayunpaman, ang mga starling ay kadalasang nagbibiyahe sa mga nakakarami mula sa maraming sampu kilometro ang layo, at nagsunog sila ng mas maraming enerhiya sa mga flight na ito kaysa ma-save sa pamamagitan ng roosting sa mas maliliit na lugar. Samakatuwid ang pagganyak para sa mga napakalaking roosts ay dapat na higit pa sa temperatura nag-iisa.

Ang kaligtasan sa mga numero ay maaaring magpatakbo ng mga pattern, ngunit isang nakakaintriga ideya ay nagpapahiwatig na ang mga flocks maaaring form upang ang mga indibidwal ay maaaring ibahagi ang impormasyon tungkol sa paghahanap. Ito, ang "hypothesis ng impormasyon center", Ay nagpapahiwatig na kapag ang pagkain ay tagpi-tagpi at mahirap upang mahanap ang pinakamahusay na pang-matagalang solusyon ay nangangailangan ng pagbahagi ng magkakaibang impormasyon sa maraming bilang ng mga indibidwal. Tulad ng mga honeybees ang nagbahagi ng lokasyon ng mga bulaklak na patches, ang mga ibon na makakahanap ng pagkain sa isang araw at magbahagi ng impormasyon magdamag ay makikinabang mula sa katulad na impormasyon sa ibang araw. Kahit na mas malaking bilang ng mga ibon sumali roosts kapag ang pagkain ay nasa kakulangan nito, na tila nagbibigay ng ilang limitadong suporta para sa ideya, sa ngayon ay napatunayan na napakahirap upang maayos na subukan ang pangkalahatang teorya.

Ang aming pag-unawa sa paglipat ng mga grupo ng hayop ay napalawak nang labis sa nakalipas na ilang dekada. Ang susunod na hamon ay upang maunawaan ang mga evolutionary at adaptive pressures na lumikha ng pag-uugali na ito, at kung ano ang maaaring ibig sabihin nito para sa pag-iingat bilang mga pagbabago na pressures. Marahil maaari naming iakma ang aming pag-unawa at gamitin ito upang mapabuti ang autonomous na kontrol ng robotic system. Marahil ang pag-uugali ng oras ng awtomatiko ng mga automated na sasakyan ng hinaharap ay ibabatay sa mga starling, at ang kanilang mga murmurations.Ang pag-uusap

Tungkol sa Ang May-akda

A. Jamie Wood, Senior Lecturer, Departamento ng Biology at Matematika, University of York at Colin Beale, Senior Lecturer sa Ekolohiya, University of York

Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Mga Kaugnay Books

{amazonWS: searchindex = Books; keywords = mysteries ng kalikasan; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

sundin ang InnerSelf sa

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

{Emailcloak = off}