Мурмурация
Мурмура́ция (от лат. murmuratio — «бормотание, жужжание, карканье»), англ. Flocking — явление скоординированного полёта огромных стай птиц (скворцов, галок, ворон и т. д.), образующих динамические объёмные фигуры переменной плотности.
Так, скворцы, сбиваясь в грандиозные стаи, исполняют «танец скворцов», создавая зрелищные сжимающиеся и разжимающиеся облака с чётко очерченными контурами, движущиеся непредсказуемым образом. Облака эти могут разделяться на части и соединяться; одни облака из птиц пролетают сквозь другие на большой скорости (до 40 км/ч), при этом птицы не сталкиваются.
При мурмурации каждая птица постоянно имеет видимость во все стороны; это результат того, что поведение птиц в полёте нацелено на получение максимума информации о соседях по стае и окружающем пространстве[1].
Аналогичное поведение демонстрируют большие косяки рыб, стада овец и козы, стаи рыб и насекомых, а также скопления бактерий[2].
Мурмурация считается эмерджентным поведением, возникающим на основе простых правил, которым следуют отдельные участники стаи или роя. Такое поведение не требует какой-либо центральной координации.
Первые исследования и моделирование
Параллели между стайным поведением птиц и рыб, стайным поведением насекомых и стадным поведением наземных животных были замечены давно, но механизмы этого процесса не были до конца ясны. В зимние месяцы скворцы, как известно, собираются в огромные стаи, насчитывающие от сотен до тысяч особей, мурмурации, которые, когда они всецело улетают, создают в небе над наблюдателями большие интригующие кружащиеся узоры.
Поведение стайи птиц было, кажется, впервые смоделировано на компьютере в 1987 году Крейгом Рейнольдсом с помощью его программы моделирования Boids.[3] Эта программа имитирует простых агентов (боидов), которым разрешено передвигаться в соответствии с набором основных правил. Результат моделирования оказался весьма похож на движение стаи птиц, косяка рыб или роя насекомых[4].
Съёмки и измерения
Съёмки процесса движения стай птиц проводились с помощью высокоскоростных камер[5]. Также был проведен компьютерный анализ для проверки простых правил мурмурации, упомянутых ниже. Установлено, что они в целом справедливы в случае стайи птиц, причём правило дальнего притяжения (сплоченности) применимо к ближайшим 5–10 соседям стайной птицы и не зависит от расстояния этих соседей от птицы. Кроме того, существует анизотропия в отношении этой тенденции к сплочению: большая сплоченность проявляется по отношению к соседям по бокам птицы, а не спереди или сзади. Вероятно, это связано с тем, что поле зрения летящей птицы направлено в стороны, а не прямо вперед или назад.
Другое недавнее исследование основано на анализе записей движения птичьих стай над Римом, сделанных высокоскоростной камерой и использует компьютерную модель, предполагающую минимальные правила поведения[6][7][8][9].
См. также
Примечания
- ↑ Загадка мурмурации птиц. econet.ru. Дата обращения: 24 мая 2019. Архивировано 2 октября 2019 года.
- ↑ O'Loan, OJ; Evans, MR (1999). "Alternating steady state in one-dimensional flocking". Journal of Physics A: Mathematical and General. 32 (8). IOP Publishing: L99. arXiv:cond-mat/9811336. Bibcode:1999JPhA...32L..99O. doi:10.1088/0305-4470/32/8/002. S2CID 7642063.
- ↑ Reynolds, Craig W. (1987). "Flocks, herds and schools: A distributed behavioural model.". ACM SIGGRAPH Computer Graphics. Vol. 21. pp. 25–34.
- ↑ Fladerer, Johannes-Paul. The wisdom of the many: how to create self-organisation and how to use collective intelligence in companies and in society: from management to managemANT / Johannes-Paul Fladerer, Ernst Kurzmann. — Norderstedt : BoD - Books on Demand, 2019. — ISBN 978-3-7504-2242-1.
- ↑ Feder, Toni (October 2007). "Statistical physics is for the birds". Physics Today. 60 (10): 28–30. Bibcode:2007PhT....60j..28F. doi:10.1063/1.2800090.
- ↑ Hildenbrandt, H; Carere, C; Hemelrijk, CK (2010). "Self-organized aerial displays of thousands of starlings: a model". Behavioral Ecology. 21 (6): 1349–1359. arXiv:0908.2677. doi:10.1093/beheco/arq149.
- ↑ Hemelrijk, CK; Hildenbrandt, H (2011). "Some causes of the variable shape of flocks of birds". PLOS ONE. 6 (8): e22479. Bibcode:2011PLoSO...622479H. doi:10.1371/journal.pone.0022479. PMC 3150374. PMID 21829627.
- ↑ Project Starflag
- ↑ Swarm behaviour model by University of Groningen