عرض العلم وراء واحدة من أعظم الطبيعة

عرض العلم وراء واحدة من أعظم الطبيعة
Menno Schaefer / shutterstock

إن مشاهدة التذمر المتلألئ عندما تنقض الطيور وتغوص وتدور في السماء هي واحدة من الملذات العظيمة لأمسية شتاء داكن. من نابولي إلى نيوكاسل ، كل هذه القطعان من الطيور الرشيقة تقوم جميعها بنفس العرض البهلواني المذهل ، تتحرك في التزامن الكامل. ولكن كيف يفعلون ذلك؟ لماذا لا تحطم؟ وما الهدف من ذلك؟

مرة أخرى في 1930s اقترح أحد كبار العلماء أن الطيور يجب أن يكون القوى نفسية ليعملوا معاً في قطيع لحسن الحظ ، بدأ العلم الحديث في العثور على إجابات أفضل.

لفهم ما يفعله الزرزور ، نبدأ من جديد في 1987 عندما أنشأ عالم الكمبيوتر الرائد كريج رينولدز محاكاة لطيور من الطيور. اتبعت هذه "المزايدات" ، كما وصفها رينولدز مخلوقاته التي أنشأها الحاسوب ، ثلاثة قواعد بسيطة فقط لإنشاء أنماط حركته المختلفة: فالفيروسات القريبة ستتحرك أكثر ، والطيور ستحدد اتجاهها وسرعتها ، وسوف تقترب الطيور البعيدة أكثر.

ثم تم استخدام بعض هذه الأنماط لإنشاء مجموعات الحيوانات تبحث واقعية في الأفلام ، بدءا من عودة باتمان في 1992 ولها أسراب من الخفافيش و "الجيش" من طيور البطريق. هذا النموذج لا يتطلب أي توجيهات بعيدة المدى ، أو قوى خارقة للطبيعة - فقط التفاعلات المحلية. أثبت نموذج رينولدز أن القطيع المعقد ممكن بالفعل من خلال الأفراد الذين يتبعون القواعد الأساسية ، والمجموعات الناتجة بالتأكيد "تبدو" مثل تلك الموجودة في الطبيعة.

من هذا المنطلق ، ظهر مجال كامل من نمذجة حركة الحيوانات. تم تحقيق مطابقة هذه النماذج مع الواقع بشكل مذهل في 2008 من قبل مجموعة في إيطاليا تمكنوا من تصوير تموجات زرزور حول محطة السكك الحديدية في روما ، وإعادة بناء مواقعهم في 3D ، وإظهار القواعد التي تم استخدامها. ما وجدوه هو أن الزرزور سعى لمطابقة اتجاه وسرعة أقرب سبعة جيران أو أكثر ، بدلاً من الاستجابة لحركات جميع الطيور القريبة من حولهم.

عندما نشاهد موجة من النبض في موجات ودوامة إلى صفائف الأشكال تظهر في كثير من الأحيان كما لو أن هناك مناطق تتباطأ فيها الطيور ، وتصبح معبأة بشكل كثيف ، أو حيث تسرع وتنتشر على نطاق أوسع. في الواقع ، يعود الفضل في ذلك إلى الوهم البصري الذي أنشأته مجموعة 3D التي يتم عرضها على عرض 2D للعالم ، عارضات ازياء تشير إلى أن الطيور تطير بسرعة ثابتة.

بفضل جهود علماء الكمبيوتر والفيزيائيين النظريين وعلماء الأحياء السلوكية ، نعرف الآن كيف يتم توليد هذه التذمر. السؤال التالي هو لماذا يحدث على الإطلاق - ما الذي جعل الزرزور يتطور هذا السلوك؟

أحد التفسيرات البسيطة هي الحاجة إلى الدفء في الليل خلال فصل الشتاء: فالطيور تحتاج إلى التجمع في مواقع أكثر دفئًا وتجمع في مكان قريب لمجرد البقاء على قيد الحياة. يمكن للزوارق أن يحزموا أنفسهم في موقع جاثم - أسقاؤات من القصب ، تحوطات كثيفة ، هياكل بشرية مثل السقالات - في أكثر من طيور 500 لكل متر مكعب، في بعض الأحيان في قطعان من عدة ملايين من الطيور. هذه التركيزات العالية من الطيور ستكون هدفا مغريا للحيوانات المفترسة. لا يريد أي طائر أن يكون الشخص الذي يختطفه المفترس ، لذا فالأمان في الأرقام هو اسم اللعبة ، كما أن الجماهير الدائرية تخلق تأثيرًا ارتباكًا يمنع استهداف فرد واحد.

عرض العلم وراء واحدة من أعظم الطبيعة
الزرزور ليسوا خبراء نفسيين - فهم جيدون في اتباع القواعد.
تصوير ادري / shutterstock

ومع ذلك ، فإن الزرزور يتنقلون في كثير من الأحيان إلى جحافل من عشرات الكيلومترات ، ويحرقون المزيد من الطاقة على هذه الرحلات أكثر مما يمكن أن ينقذهم عن طريق التجويع في الأماكن الأكثر دفئًا. لذلك يجب أن يكون الدافع لهذه المجاميع الهائلة أكثر من درجة الحرارة وحدها.

يمكن للأمان في الأرقام أن يحرك النمط ، ولكن فكرة مثيرة للاهتمام تشير إلى أن القطعان قد تتشكل بحيث يمكن للأفراد تبادل المعلومات حول البحث عن الطعام. هذا ال "فرضية مركز المعلومات"يقترح أنه عندما يكون الطعام غير مكتمل ويصعب العثور على أفضل حل على المدى الطويل يتطلب تبادل المعلومات بين أعداد كبيرة من الأفراد. ومثلما يشترك نحل العسل في موقع بقع الزهور ، فإن الطيور التي تجد الغذاء يومًا واحدًا وتتبادل المعلومات بين ليلة وضحاها ستستفيد من معلومات مماثلة في يوم آخر. على الرغم من أن أعداد أكبر من الطيور تنضم المجاثم عندما يكون الطعام في ندرتهوالذي يبدو أنه يوفر بعض الدعم المحدود للفكرة ، فقد ثبت حتى الآن أنه من الصعب للغاية اختبار الفرضية العامة بشكل صحيح.

لقد توسع فهمنا لمجموعات الحيوانات المتحركة بشكل كبير خلال العقود القليلة الماضية. التحدي التالي هو فهم الضغوط التطورية والتكيفية التي خلقت هذا السلوك ، وما قد يعنيه للحفظ مع تغير تلك الضغوط. ربما يمكننا تكييف فهمنا واستخدامه لتحسين التحكم الذاتي في الأنظمة الآلية. ولعل سلوك ساعات السيارات الأوتوماتيكية في المستقبل سيعتمد على الزرزور وتذمرها.المحادثة

عن المؤلفين

جيمي وود ، محاضر أول ، أقسام علم الأحياء والرياضيات ، جامعة يورك وكولين بيل ، محاضر أول في علم البيئة ، جامعة يورك

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة

{amazonWS: searchindex = Books؛ keywords = natural's mysteries؛ maxresults = 3}

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}