علم پشت یکی از بزرگترین نمایش های طبیعت

علم پشت یکی از بزرگترین نمایش های طبیعت
مانو شافر / shutterstock

تماشای سرخوشی ها به عنوان پرنده ها، شیرجه رفتن و چرخیدن از طریق آسمان یکی از لذت های بزرگ شب عروسی زمستانی است. از ناپل به نیوکاسل این گله پرندگان چابک همگی همان نمایشگر آکروباتیک باور نکردنی را در حال حرکت در هماهنگی کامل دارند. اما آنها چگونه این را انجام میدهند؟ چرا آنها سقوط نمی کنند؟ و نقطه چیست؟

یک دانشمند برجسته در 1930 ها در این باره می گوید که پرندگان باید داشته باشند قدرت های روانی برای همکاری در یک گله. خوشبختانه، علم مدرن شروع به یافتن پاسخ های بهتر می دهد.

برای شناختن آنچه که ستاره ها انجام می دهند، ما در 1987 شروع می کنیم، زمانی که کریگ رینولدز، دانشمند کامپیوتر پیشرو، یک شبیه سازی یک گله پرندگان. این ریزش ها، همانطور که رینولدز موجودات کامپیوتری خود را نامید، تنها سه قاعده ساده برای ایجاد الگوهای مختلف حرکت خود را دنبال کرد: پرندگان اطراف از هم جدا می شوند، پرندگان مسیر و سرعت خود را هماهنگ می کنند و پرندگان دورتر نزدیک می شوند.

سپس بعضی از این الگوها برای ایجاد گروه های واقع گرایانه حیوانات در فیلم ها مورد استفاده قرار می گیرند، با شروع از Batman Returns در 1992 و آن طوفان خفاش ها و "ارتش" پنگوئن ها. به شدت این مدل نیازی به راهنمایی طولانی مدت و یا قدرت های فوقالعاده - تنها تعاملات محلی نبود. مدل رینولدز ثابت کرد که گله پیچیده در واقع ممکن است از طریق افراد زیر قوانین اساسی، و گروه های به طور قطع به نظر می رسد "مانند" در طبیعت.

از این نقطه شروع، یک زمینه کامل از مدل سازی جنبش حیوانات ظاهر شد. مطابقت این مدل ها با واقعیت در 2008 توسط گروهی در ایتالیا به چشم می خورد که قادر به پخش فیلم های سرگردان در اطراف ایستگاه راه آهن در رم بود، موقعیت های خود را در 3D بازسازی می کردند و نشان می دادند قوانین که مورد استفاده قرار گرفتند آنچه که آنها متوجه شدند این بود که ستاره ها به دنبال پاسخ دادن به حرکات همه پرندگان اطراف آنها بودند و به دنبال مسیر و سرعت نزدیکترین همسایگان هفت یا بیشتر بودند.

هنگامی که ما در یک امواج طوفانی قهوه ای را تماشا می کنیم و به آرایه هایی از اشک می ریزیم، اغلب به نظر می رسد که مناطقی وجود داشته باشند که پرندگان آهسته و ضخیم در بسته بندی قرار می گیرند یا جایی که سرعت و گستردگی بیشتری دارند. در حقیقت این به لطف یک توهم نوری ایجاد شده توسط گله 3D که بر روی دیدگاه 2D ما از جهان پیش بینی شده است، و علمی مدل نشان می دهد که پرندگان با سرعت ثابت پرواز می کنند.

با تشکر از تلاش دانشمندان کامپیوتر، فیزیکدانان نظر سنجی و زیست شناسان رفتاری، اکنون می دانیم که چگونه این وقایع ایجاد می شوند. سوال بعدی این است که چرا آنها در همه چیز اتفاق می افتد - چه چیزی سبب شده است تا این رفتار را تحریک کند؟

یک توضیح ساده این است که نیاز به گرما در شب در زمستان است: پرندگان باید در مکان های گرمتر جمع شوند و در مجاورت نزدیک برای زنده ماندن حرکت کنند. ستارگان می توانند خود را به یک سایت رولینگ بیاورند - تختخواب نعل، هیدز متراکم، سازه های انسانی مانند داربست ها - در بیش از پرندگان 500 در هر متر مکعب، گاهی اوقات در گله چندین میلیون پرنده. چنین غلظت بالایی از پرندگان یک هدف وسوسه انگیز برای شکارچیان است. هیچ پرنده نمیخواهد که یک شکارچی باشد، بنابراین ایمنی در عدد نام بازی است، و تودههای چرخشی یک اثر سردرگمی را ایجاد میکنند که مانع تکثیر فردی میشود.

علم پشت یکی از بزرگترین نمایش های طبیعت
Starlings روانشناس نیستند - آنها فقط در دنبال قوانین هستند.
عکاسی توسط Adri / shutterstock

با این حال، ستاره ها اغلب از دهها کیلومتر دورتر می آیند و انرژی بیشتری را در این پرواز ها می سوزانند تا بتوانند در مکان های حاشیه ای گرمتر ذخیره شوند. بنابراین انگیزه این چرخش های عظیم باید بیش از درجه حرارت تنها باشد.

ایمنی در اعداد میتواند الگوی را رانندگی کند، اما یک ایده درخشان بیانگر آن است که گله ها ممکن است شکل بگیرند تا افراد بتوانند اطلاعات مربوط به غذا را به اشتراک بگذارند. این "فرضیه مرکز اطلاعات"، نشان می دهد که زمانی که غذا پراکنده و دشوار است برای پیدا کردن بهترین راه حل بلند مدت نیاز به تقسیم اطلاعات بین تعداد زیادی از افراد است. درست مثل اینکه زنبور عسل ها محل تکه های گل را به اشتراک می گذارند، پرنده هایی که یک روز غذا را پیدا می کنند و اطلاعات را در یک شب به اشتراک می گذارند، یک روز دیگر از اطلاعات مشابه بهره مند خواهند شد. اگر چه تعداد بیشتری از پرندگان به سوپاپ ها می پیوندند زمانی که غذا در معرض کمبود بودکه به نظر می رسد برخی از حمایت های محدودی را برای این ایده ارائه می دهد، تا کنون بسیار دشوار است که به درستی فرضیه کلی را بررسی کنیم.

درک ما از گروه های متحرک حیوانات در طول چند دهه گذشته به شدت گسترش یافته است. چالش بعدی این است که درک فشارهای تکاملی و انطباقی که این رفتار را ایجاد کرده اند و آنچه که ممکن است برای حفاظت از آن به عنوان تغییرات فشارها مورد استفاده قرار گیرد. احتمالا می توانیم درک ما را تطبیق دهیم و از آن برای بهبود کنترل مستقل سیستم های رباتیک استفاده کنیم. شاید رفتار عجله ای ماشین های اتوماتیک آینده بر روی ستاره ها و نزاع های آنها متمرکز شود.گفتگو

درباره نویسنده

A. جیمی وود، مدرس ارشد، گروه های زیست شناسی و ریاضیات، دانشگاه یورک و کالین بیل، استاد ارشد در محیط زیست، دانشگاه یورک

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

{amazonWS: searchindex = کتابها؛ کلمات کلیدی = اسرار طبیعت؛ maxresults = 3}

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

به دنبال InnerSelf در

فیس بوک، آیکونتوییتر آیکونrss-icon

دریافت آخرین با ایمیل

{emailcloak = خاموش}

غریبه های INNERSELF

پزشکی اطلاعات: الگوی جدید بهداشت و درمان
پزشکی اطلاعات پارادایم جدیدی در سلامت و درمان است
by اروین لازلو و پیر ماریو بایوا ، دکتر.

بیشترین مطلب خوانده شده

بازیابی روح و بازیابی روح در دوران مدرن
بازیابی روح و بازیابی روح در دوران مدرن
by اریکا بوئنافلور ، کارشناسی ارشد ، جی دی