https://frosthead.com

Hogyan képes egy madár egy teljes állományt felhívni az irányváltásra

A seregélyek szürkület körül jelennek meg Róma felett, és egy vidéki takarmányozás után egy napos takarmányra indulnak. Több száz és több ezer közötti állományban kanyargós patakok formálódnak, örvénylő hengerekkel, kúpokkal vagy szalagokkal szétszórva az égen, mint óriási zászlók. Összekerülve és merülve emlékeztettek Andrea Cavagnára, az Olasz Nemzeti Kutatási Tanács fizikusára, hogy az atomok a Bose-Einstein kondenzátumnak nevezett szuperfolyékony állapotban a helyére esnek. A kíváncsiságból Cavagna kamerát telepített a járatok rögzítésére. Részecskefizikusként azt mondja: „Örömmel dolgoztam valamival, amit valójában láthat.” De ezer madár nyomon követése sokkal bonyolultabbnak bizonyult, mint egy milliárd milliárd atom.

Cavagna alig volt az első tudós, akit érdekeltek ezek az akrobatika - amelyet a költészettel egybeeső ritka esetben „murmációnak” hívtak. Más csoportokban utazó állatok - halak iskolása - nyilvánvalóan - ugyanazt az ismeretlen képességet mutatják. mozogjon nyilvánvalóan egyedül a ragadozótól vagy az élelmiszerforrás felé. Egy 20. századi ornitológus komolyan javasolta, hogy mozgásaikat telepatikusan koordinálják. Ez a lehetőség nem talált sok támogatást a biológiában. A másik magyarázat az, hogy az irányváltás jelzése egy vagy néhány embernél származik, valószínűleg a periférián (azok, amelyek valószínűleg fenyegetést látnak), és hullámfrontként halad át az állományon, mint egy tóba átterjedő hulláma. egy leesett kavicsból. Ez csak az emberi látás tárgya, hogy nem láthatjuk, hogy valós időben megtörténjen. A nagy sebességű kamerák azonban elfoghatják, és a számítógépek modellezhetik a viselkedést.

Ez a hullámok jellege, hogy egy közegen gyorsabban tudnak áthaladni, mint maga a közeg: A kerékpárcsengő hangja sokkal nagyobb sebességgel érinti el a füleit, mint maga a kerékpár, vagy bármely olyan szél, amely valaha fújt a földön. Iain Couzin, a Princeton biológusa és Nicholas Makris, az MIT óceáni kutatója kimutatták, hogy ragadozó vagy potenciális táplálékforrás vagy ívás lehetősége jelenlétében a mozgási hullám ötször-tízszeresen halad át a halak egyikén, mint bármelyikük tud úszni - „hihetetlenül jól hangzott” - mondja Couzin -, „mint egy balett.” A megvizsgált halak küszöbértékűek, és csak akkor változtatják meg az irányt, ha látható szomszédaik kellően nagy része rendelkezik.

Ami a seregélyeket illeti, Cavagna és munkatársai a közelmúltban bebizonyították, hogy mindegyik nyomon követi a hat vagy hét legközelebbi seregélyt, és úgy állítja be repülését, hogy szinkronban maradjon. Egy új cikkben megmutatják, hogy az egyéntől származó jel miként képes egy száz yardon széles állományt átlépni egy másodperc töredékében, gyakorlatilag nincs torzítás vagy csökkenés. Az ezt leíró egyenletek azok, amelyek a hullámokat szabályozzák, nem pedig egy gáz vagy folyadék diffúziója helyett. Szélesebb értelemben ugyanazok a törvények, amelyeket a fotonok engedelmeskednek, akkor vannak érvényben, amikor egy seregélyállomány peregrine sólyomba ütközik.

Cavagna egyelőre agnosztikus egy ilyen figyelemre méltó képesség fejlődéséről, bár feltételezi, hogy célja védelem a ragadozók ellen, akik inkább a magányos egyedeket támadják meg. "Azt akarom tudni, hogyan csinálják a madarak" - mondja -, miért nem. "

A hullámjelenségek számos biológiai rendszerben megjelennek. Couzin megtalálta őket bizonyos hangyafajok fészkeiben, amelyek hullámszerű felkeltést és nyugalmat mutatnak. Körülbelül 20 percenként egy fárasztó tevékenység kezdődik a fészek közepén, és az egyének közötti fizikai kapcsolat révén kifelé terjed. Analógiát készít az agyhullámokról, feltételezve, hogy mindkettő az energiamegtakarítás érdekében alakult ki. A tevékenység - akár egy levél hordozása, akár az emlékezet megszilárdítása - anyagcsere szempontjából drága, és nem lehet határozatlan ideig fennmaradni, tehát a hangyák vagy idegsegek addig pihennek, amíg meg nem kapják a dákót. A leghatékonyabb megoldás végtelen keresése során az evolúció újra és újra felfedezi az egész fizikai univerzumban található alapvető struktúrát.

Amint Makris megjegyzi, az emberek néha ugyanazt a viselkedést mutatják. Fontolja meg a „The Wave” -t, amikor egy szurkolók egy kritikus tömege egy stadionban áll, és felemeli a karját; a mozgás az arénában halad át olyan sebességgel, amelyet Vicsek Tamas magyar fizikus másodpercenként 40 méterre számított.

De időnk nagy részét nem többszintű sorokban üljük, és az emberi társadalom nem sokkal hasonlít a heringiskola rendszeres sorozatára. Minden oldal bombázik minket az információ által, és sokkal bonyolultabb motívumok vezetnek minket, mint egy tonhal elmenekülése. Ha az embereket ugyanolyan könnyen lehet vezetni, mint a seregélyeket, a reklám tudomány, nem pedig művészet. A hullámok zajos vagy rendezetlen közegben lebontják és eloszlanak - kiderül, hogy mi vagyunk.

Hogyan képes egy madár egy teljes állományt felhívni az irányváltásra