https://frosthead.com

Како само једна птица може нагнати читаво јато да промени правац

Старледи се појављују над Римом око сумрака, крећући се према својим корјенима након једног дана храњења на селу. У јатима од неколико стотина до неколико хиљада формирају се живописни потоци, вртоглави цилиндри, стожци или траке простирани небом попут џиновских застава. Волећи се и потапајући заједно, подсетили су Андреа Цавагна, физичара Националног истраживачког савета Италије, на атоме који падају на место у супер течном стању материје званом Босе-Ајнштајнов кондензат. Из радозналости је Цавагна поставио камеру за снимање летова. Као физичар честица, каже, „било је освежавајуће радити са нечим што заправо можете да видите“. Али, праћење хиљаде птица показало се много сложенијим од милијарду милијарди атома.

Цавагна тешко да је био први научник кога су заинтригирале ове акробације - познате, у реткој примери техничког језика који се поклапа са поезијом, као "мрмљања". удаљити се у очигледном замаху далеко од грабљивице или ка извору хране. Један орнитолог 20. века озбиљно је предложио да координирају своје покрете телепатијом. Та могућност није нашла много подршке у биологији. Друго објашњење је да сигнал за промену смера потиче од једне или неколико јединки, вероватно на периферији (оне које највероватније виде претњу) и путује као талас фронта преко јата, попут валовања који се шири по рибњаку. са одбаченог шљунка. То је само артефакт људског вида за који не можемо да видимо да се то догађа у стварном времену. Али камере велике брзине могу их снимити, а рачунари могу да моделирају понашање.

Природа таласа може да прође кроз неки медиј брже од самог медија: Звук звона на бициклу достиже ваше уши брзином већом од самог бицикла или од било ког ветра који је икада дувао на земљи. Принцетонски биолог Иаин Цоузин и оцеанограф са МИТ-а Ницхолас Макрис показали су да у присуству предатора, или потенцијалног извора хране или могућности да се простире, талас кретања прелази школу риба пет до десет пута брже од било које од њих могу да пливају - „невероватно добро оркестрирано“, каже Кузин, „попут балета.“ Рибе које су проучавале показују праг одзива, мењајући курс само када има довољно велики део видљивих суседа.

Што се тиче старлинга, Цавагна и његови сарадници недавно су показали да сваки прати шест или седам најближих старлинга, подешавајући његов лет да остане у синхроности. У новом раду, они показују како сигнал који потиче од једног појединца може у делићу секунде да пређе јато широко стотину метара, без икаквих изобличења или умањења. Једнаџбе које то описују су оне које управљају таласима, а не, рецимо, дифузија гаса или течности. У најширем смислу, исти су закони којих се поштују фотони када јато старлинга наиђе на сокола перегрина.

Цавагна је, за сада, агностик у вези са развојем тако изузетне способности, иако претпоставља да је њена сврха одбрана од грабежљиваца, који више воле да нападају усамљене јединке. "Желим знати како птице то раде", каже, "не зашто."

Таласне појаве се појављују у многим биолошким системима. Цоузин их је пронашао у гнездима одређених врста мрава, које показују таласни узорак узбуђења и смирења. Сваких 20 минута или тако низ активности почиње близу средине гнезда и шири се споља физичким контактом међу појединцима. Направио је аналогију са можданим таласима, спекулишући да су се обоје развили да би сачували енергију. Активност - било да носи лист или учвршћује меморију - метаболички је скупа и не може се издржавати у недоглед, па мрави или неурони одмарају док не добију знак. У својој непрекидној потрази за најефикаснијим решењем, еволуција открива, изнова и изнова, темељну структуру која се налази у физичком универзуму.

Као што примјећује Макрис, људска бића понекад показују исто понашање. Размислите о "Таласу" када критична маса навијача на стадиону стоји и подиже руке; покрет путује ареном брзином којом је мађарски физичар Тамас Вицсек рачунао на 40 стопа у секунди.

Али не проводимо много свог времена седећи у више реда, а људско друштво не подсећа на уобичајени низ школских харинга. Информације нас бомбардирају на све стране, а покрећу их мотиви много сложенији од бијега од туне. Када би се људи могли водити тако лако као старлингови, рекламирање би била наука, а не уметност. Таласи се деградирају и распршују у бучном или неуредном медијуму - што је, испада, ми.

Како само једна птица може нагнати читаво јато да промени правац