Раскрыта тайна стай скворцов

Исследование, проведенное Уорикским университетом и опубликованное в журнале PNAS, показало, что стайные скворцы стремятся поддерживать оптимальную плотность, при которой они могут собирать данные о своем окружении. Это происходит, когда они могут видеть свет сквозь стадо под разными углами, состояние, известное как предельная непрозрачность.

Последующий узор из света и тьмы, формируемый по мере того, как птицы пытаются достичь необходимой плотности, — это то, что обеспечивает жизненно важную информацию для отдельных птиц в стае.
Динамический рисунок света и тьмы создается птицами в стае, меняющими положение и углы, под которыми они летают, что приводит к изменению количества света, попадающего в стаю.

Исследователи заметили, что всегда можно было увидеть участки света, проходящие через стадо, что дает первоначальное представление о том, что меняющиеся узоры света и тьмы играют определенную роль в движении стаи.
Это понимание привело к разработке компьютерной модели, в которой отдельные птицы с имитацией интеллекта привлекались к участкам в стае, которые могли предоставить наибольшую информацию об остальной части стада.* Когда каждая смоделированная птица была привлечена к участкам виртуальной стаи, которые могут предоставить наибольшее количество информации, в результате получился сплоченный рой.

Затем команда Warwick применила результаты модели к стаям в дикой природе и установила, что существует сильная корреляция между перемещениями виртуальных и естественных птиц.
«Отдельный скворец в стае может видеть перед собой участки света и тьмы, созданные другими птицами, которые образуют динамичный и меняющийся силуэт», — говорит ведущий исследователь Дэниел Пирс с факультета физики Университета. «Наше исследование подтвердило, что силуэты, свидетелями которых мы являемся внешними наблюдателями, были результатом самоорганизации больших стай для достижения почти непрозрачного состояния, при котором птица все еще может видеть часть светлого неба через промежутки в стае и собирать информацию от других птиц.
«Когда мы наблюдаем стаю скворцов, мы фактически видим двухмерную проекцию динамичной, изменяющейся трехмерной среды.

Разработав эту модель, мы смогли смоделировать эту среду и увидеть, что, когда каждую птицу привлекают те области в стае, которые могут предоставить наибольшее количество информации, в результате получается сплоченный рой, напоминающий большую стаю скворцов в дикой природе », комментирует г-н Пирс.
Ранее считалось, что координация стайки достигается за счет взаимодействия птиц только с соседними членами, но, утверждает почетный профессор и соавтор статьи Джордж Роулендс, новое исследование знаменует собой «сдвиг парадигмы в нашем понимании того, как птицы организуются внутри. стадо, поскольку это показывает, что локальных взаимодействий между птицами недостаточно для объяснения крупномасштабной организации стада."
* «Мы используем метод, называемый агентным моделированием самодвижущихся частиц, который стал известен Vicsek et al (1995). Каждая птица представлена ​​частицей, каждая из которых имеет идентичный набор правил, которым нужно следовать (и вероятность совершения ошибки).

В этом случае правила следующие: а) следовать за ближайшим соседом и б) двигаться к областям проекции, содержащим больше всего информации. Когда вводится много этих частиц, возникает коллективное движение, очень похожее на движение настоящей стаи птиц », — говорит г-н Пирс.
Видео: http: // www.YouTube.com / watch?v = QPZbedm_fBA

Портал обо всем