Мурмурация птиц что это
Затеряться в толпе: зачем птицам нужна мурмурация?
Мурмурация — уникальное природное явление, при котором тысячи птиц сбиваются в огромные стаи и ведут себя при этом как единый организм. Сжимаясь и разлетаясь, синхронно меняя направление, взмывая вверх или резко падая вниз, они образуют в небе причудливые, непрерывно меняющиеся фигуры.
Долгое время ученые бились над разгадкой причин такого поведения. В 2014 году учёные из Уорвикского университета доказали, что феномен мурмурации позволяет стае скворцов поддерживать такую плотность, чтобы каждая птица получала максимальное количество информации о своём окружении. По их словам, для этого необходимо условие предельной прозрачности. То есть каждый скворец должен видеть свет под разными углами. Возникающая при этом структура из темных и светлых пятен даёт птицам всю необходимую информацию.
© shutterstock.com
Кроме того, выдвигалась гипотеза, что такое взаимодействие птиц в стае позволяет им защищаться от хищников. И в 2017 году исследователи Школы экспериментальной психологии в Университете Бристоля подтвердили эту гипотезу. Учёные разработали виртуальную модель, симулирующую полёт скворцов и поведение виртуальных преследователей. В ходе исследования было доказано, что огромная стая, движущаяся синхронно и постоянно меняя ориентацию полёта, приводит хищников в замешательство. И тем самым спасает жизнь каждой отдельной птицы.
Возможно, в будущем учёные раскроют ещё не одну загадку феномена мурмурации. А пока давайте просто полюбуемся завораживающим полетом птичьей стаи 😻
Это статья из нашего аккаунта в «Инстаграме», в котором мы каждый день публикуем что-то интересное о неизведанном мире вокруг. Подписывайтесь, ставьте лайки! 🙂
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Согласно результатам нового исследования загадка мурмурации скворцов может быть объяснена с помощью динамики темных и светлых пятен в летящей стае.
И вот сейчас читаю, что ученые из Уорвикского университета обнаружили, что скворцы, сбивающиеся в стаи, стремятся поддерживать такую плотность, при которой они способны оптимально собирать информацию из своего окружения.
Для этого необходимо состояние предельной прозрачности — свет должен пробиваться сквозь стаю к каждой птице, причем под самыми разными углами. Возникающая при этом структура из темных и светлых пятен обеспечивает каждого отдельного скворца всей необходимой информацией.
Именно такие динамические структуры и создаются птицами, постоянно меняющими свое местоположение и углы полета внутри стаи. Эксперты заметили, что какую бы форму не принимала стая, свет через нее падает на каждую птицу, причем со всех сторон.
С помощью этой информации специалисты построили компьютерную модель мурмурации, в которой каждая «птица» стремится занять позицию, дающую ей как можно больше информации обо всей стае. Ранее считалось, что отдельные птицы ориентируются только на движения ближайших соседей.
Мурмурацией называют прекрасное природное явление, когда тысячи птиц сбиваются в громадные стаи, которые динамически формируются в удивительные небесные фигуры, постоянно сжимаясь и разжимаясь. До сих пор этот феномен не удавалось объяснить даже с помощью сложных компьютерных моделей.
Сравнив результаты, полученные с помощью компьютерного моделирования, с естественными движениями птичьих стай, ученые обнаружили явное сходство, которое свидетельствует о правильности нового алгоритма.
Видео компьютерной модели и виртуальной стаи
Мурмурация скворцов
Эта гигантская птица состоит из множества маленьких птиц — обыкновенных скворцов (Sturnus vulgaris). Они образовали необычную фигуру в вечернем небе над испанским городком Сан-Педро-Пескадор (Коста-Брава), где ее и запечатлел немецкий фотограф Даниэль Бибер (Daniel Biber). Серия снимков, демонстрирующих метаморфозы стаи скворцов, принесла ему номинацию на премию Sony World Photography Awards 2018 в категории Natural World & Wildlife.
Способность устраивать масштабные «воздушные шоу» — пожалуй, самая удивительная особенность скворцов. И хотя у этих птиц есть и другие замечательные умения, например склонность к искусной имитации чужих песен и даже человеческой речи, мурмурация (от лат. murmuratio «бормотание, жужжание») — именно так называют это поведение орнитологи — впечатляет намного больше. Слаженные движения стай, состоящих из тысяч птиц, порой настолько сложны, что кажутся нереальными.
Яркое описание мурмурации зимующих в Риме скворцов дал в своей книге «Паломар» знаменитый итальянский писатель Итало Кальвино: «Наконец нагромождение хлопающих крыльев обретает форму; надвигаясь, она делается всё плотнее — круглая, как шар, пузырь или дымок, идущий изо рта героя комикса, который представляет себе небо, полное скворцов, крылатую лавину, катящуюся в воздухе, захватывая всех пернатых, что случились рядом. Этот шар среди однообразного пространства — особенная зона, пребывающий в движении объем, в пределах какового, упруго расширяющегося и сжимающегося, — каждая из птиц вольна лететь куда угодно, лишь бы стая в целом сохраняла форму сферы». (Перевод Н. Ставровской).
Огромная стая скворцов в небе над Римом. Здесь проводят зиму как оседлые, так и прилетевшие с севера птицы. Фото с сайта bbc.co.uk
Долгое время о мурмурации знали только ученые и любители птиц. Широкую известность это явление приобрело относительно недавно, с появлением видеосервисов вроде Ютьюба. Здесь увидеть мурмурацию может любой желающий. Некоторые видеозаписи настолько захватывающие, что набирают миллионы просмотров.
Мурмурация скворцов в Нидерландах
«Воздушные танцы» скворцов приурочены к определенным сезонам года. В период гнездования эти птицы живут парами или небольшими колониями, однако после выведения птенцов сбиваются в большие группы, которые не распадаются до конца зимы. Стаи из северных частей ареала мигрируют в более теплые регионы, а из южных — кочуют в окрестностях мест гнездования. Больше всего птиц собирается там, где встречаются оседлые и зимующие популяции — например, в некоторых странах Западной и Южной Европы.
В течение дня скопления скворцов распределяются по обширной территории в поисках корма, однако ночевать птицы предпочитают большими компаниями на деревьях, в тростниках или среди человеческих построек — так теплее и безопаснее. Поэтому по вечерам около мест ночевки собираются стаи, состоящие из множества птиц, которые постепенно рассаживаются на отдых. По утрам процесс идет в обратном направлении. Именно в вечерние и утренние часы осенью и зимой чаще всего наблюдается мурмурация, которая может вовлекать от нескольких сотен до миллионов особей.
В конце лета — начале осени скворцы линяют, в результате чего их оперение становится более пятнистым. Именно так выглядят взрослые птицы в период формирования больших стай. К весне кончики перьев стираются и белых точек становится меньше. Фото © John St John с сайта flickr.com
Однако зачем скворцам исполнять столь сложные воздушные трюки? Согласно наиболее распространенной точке зрения, мурмурация представляет собой защитный механизм, спасающий птиц от воздушных охотников, в первую очередь соколов сапсанов (Falco peregrinus) и ястребов-перепелятников (Accipiter nisus).
В момент опасности скворцы собираются в плотную фигуру, которая имитирует огромное живое существо. Сходство усиливается постоянными движениями и метаморфозами. Появление из ниоткуда гигантской фигуры может сбить хищную птицу с толку и заставить отказаться от атаки. Однако даже если она нападет, выхватить одного скворца из множества синхронно перемещающихся сородичей будет непросто. Согласно предположениям некоторых исследователей, мурмурация также позволяет поддерживать определенную плотность стаи, при которой каждая птица получает достаточный угол обзора и уровень освещения. Это важно при нападении хищника.
Защитная природа мурмурации — не просто умозрительная гипотеза. Многие наблюдатели отмечают, что именно появление хищной птицы запускает это поведение. Работы орнитологов также показывают, что по крайней мере треть актов мурмурации связана с реакцией на ястреба, сокола или луня. Похожий способ спастись от хищников успешно используют многие рыбы, собирающиеся в косяки.
Стая скворцов спасается от сапсана в небе над Римом. На этом видео хорошо видно, как мурмурация сбивает хищника с толку
Впрочем, порой скворцы начинают свое шоу в моменты, когда на горизонте нет никакой угрозы. Возможно, воздушные танцы скворцов используются не только для защиты, но и в качестве рекламы, чтобы привлечь к месту ночевки как можно больше сородичей и сохранить тепло в осенние и зимние ночи. Имеющиеся данные, однако, пока не подтверждают это предположение: интенсивность мурмурации слабо зависит от температуры воздуха.
Помимо вопроса о том, зачем скворцы устраивают мурмурацию, орнитологов интересует, как они это делают. Движения птичьей стаи, образующей сложные фигуры и волны, очень сложны. Кажется невероятным, что одной особи удается проследить за всеми сородичами, учесть их перемещения и не выпасть из ритма. Неудивительно, что известный британский орнитолог Эдмунд Селус в 1930-х годах всерьез приписывал скворцам (и другим стайным птицам) телепатические способности.
Компьютерное моделирование, проведенное в 1987 году, показало, что отдельным скворцам вовсе не нужно следить за всей группой. Чтобы огромная стая двигалась синхронно, каждой птице достаточно избегать столкновений, синхронизировать направление полета с соседями и двигаться на постоянном расстоянии от них. Наличие какого-либо лидера при этом не предусмотрено. Недавние исследования в Риме, где на зимовку собираются миллионы скворцов, позволили ученым установить (определяя расстояние между птицами по стереофотографиям), что во время мурмурации каждая особь следит за перемещениями шести-семи ближайших соседей по стае, причем при их выборе птицы ориентируются не на метрическое, а на топологическое расстояние (количество особей между двумя птицами).
Что касается резких метаморфоз и хаотичных движений во время мурмурации, то они имеют скорее физическую, чем биологическую природу. Когда определенная группа птиц в составе стаи резко меняет направление полета, она влияет на ближайших соседей, а те — на своих, в результате чего перемена быстро охватывает всю стаю. Ученые сравнивают этот процесс с явлением фазового перехода.
Таким образом, сложная хореография мурмурации объясняется относительно простыми действиями на уровне отдельных птиц. Этот вывод интересен не только для биологов, но и для специалистов по информатике и робототехнике. Компьютерные модели, имитирующие поведение стаи скворцов, уже использовались для создания реалистичных компьютерных эффектов в кино, а в будущем они позволят научить огромные рои дронов двигаться синхронно.
Впрочем, для простых любителей птиц причины и механизмы мурмурации не столь важны, как само зрелище. Ради него они готовы выбираться на природу в холодное время года и даже совершать поездки туда, где воздушные танцы скворцов наиболее зрелищны. Среди таких популярных мест — датская часть полуострова Ютландия, шотландская деревня Гретна-Грин или английский город Брайтон. В средней полосе России мурмурацию можно увидеть в конце лета — начале осени, когда птицы уже собрались в стаи, но еще не отправились на зимовку. А в южных регионах нашей страны воздушные шоу скворцов продолжаются на протяжении всей зимы.
В Дании, где был сделан этот снимок, мурмурацию называют sort sol, что означает «черное солнце». Порой стаи скворцов, издавна собирающиеся на полуострове Ютландия во время миграций, действительно на несколько минут закрывают заходящее солнце. Фото с сайта information.dk
Завершая разговор о мурмурации, следует отметить, что, хотя этот термин применяется в первую очередь к обыкновенным скворцам, это далеко не единственный вид, способный на такое поведение. Многие другие птицы также собираются огромными идеально синхронизированными стаями, которые быстро меняют форму. Среди них — такие непохожие виды, как розовые скворцы (Pastor roseus), волнистые попугайчики (Melopsittacus undulatus) и кулики. Подобно обыкновенным скворцам, в основном эти птицы используют мурмурацию для защиты от хищников.
Мурмурация большой стаи волнистых попугайчиков в Австралии
Загадка мурмурации: технология, которую дроны пытаются перенять у птиц
Мурмурация – один из удивительных феноменов живой природы. Считается, что, сбиваясь в огромные стаи, птицы отпугивают хищников и обмениваются информацией о запасах пищи. В наших краях ее можно наблюдать осенью, когда тысячи птиц сбиваются в одну огромную стаю и кружат в небе перед тем, как улететь на юг. Для науки это одна большая загадка. Непонятно, зачем птицы летят так близко друг к другу. Неясно, как многотысячная стая может мгновенно менять направление полета.
Мурмурация была смоделирована учеными на компьютере. Выяснилось, что в виртуальной модели каждая птица занимает позицию, в которой она видит всех, кто летит рядом. То есть пернатые во время полета становятся единым организмом. Но как управляется вся эта живая махина? Почему птицы в стае никогда не сталкиваются? И чем эти сведения могут быть полезны людям? На эти вопросы ответили эксперты программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко на РЕН ТВ.
Как работает мурмурация?
Шоу «Мирное небо» в Санкт-Петербурге. В воздух одновременно поднялись 2 200 дронов. За несколько минут они совершили десятки тысяч мгновенных одновременных перестроений. В компании, которая устроила это грандиозное представление, признаются: идею шоу дронов подсказали птицы. А точнее – мурмурация птиц – явление скоординированного полета огромной стаи пернатых.
Во время мурмурации тысячи птиц сбиваются в громадные стаи и могут мгновенно и с удивительной синхронностью менять направление полета. Всего за полсекунды стая в несколько тысяч особей делает воздушное сальто и даже таранит сама себя. Но при этом птицы никогда не сталкиваются, хоть их скорость достигает 50 км в час. Мурмурация встречается не только у птиц, но и у рыб. Они сбиваются в плотный шар и тоже, как по команде, резко меняют направление движения.
Исчерпывающего объяснения того, как работает мурмурация, нет. Не ясно, например, зачем птицы и рыбы часами исполняют свой завораживающий танец, если рядом нет хищников.
Пока ученые бьются над разгадкой феномена мурмурации, военные думают о том, как спасаться от нападения роя дронов.
Нападение роя дронов по принципу мурмурации
Огонь, дым и взрывы. Это последствия атаки беспилотников на крупнейший в мире завод по переработке сырой нефти в Саудовской Аравии. Два десятка дронов ценой в 15 тысяч долларов нанесли ущерб в сотни миллионов. Но почему военные не смогли их сбить? Дело в том, что противовоздушная оборона оказалась бессильна. Тактика роя помогает дронам избежать уничтожения средствами ПВО точно так же, как мурмурация позволяет стае птиц или рыб спастись от хищников.
Полет одним организмом
Инженеры научили дроны подражать птицам и рыбам, позаимствовав у них сам принцип согласованных действий большого количества объектов. Однако научить рой дронов работать вместе, но по отдельности, как в живой природе, пока не удалось.
Все современные дроны либо подчиняются командам оператора, который управляет ими дистанционно, либо выполняют заранее заданную программу.
«У каждого дрона есть специальный навигационный модуль, который ему позволяет четко знать свое положение в пространстве. Есть полетное задание для каждого дрона, мы каждому заливаем его в полетный контроллер», — отметил Семен Лапко.
Мурмурация птиц устроена сложнее. Каждая особь действует самостоятельно, но подчиняется определенной задаче. Но кто ее задает, и почему эта коллективная птичья программа полета никогда не дает сбоев?
Подводные роботы
Подводные роботы, созданные австралийскими инженерами, тоже управляются из единого центра, но уже могут действовать и самостоятельно. Пока одни члены электронной стаи измеряют температуру воды на разной глубине, другие берут пробы грунта в нескольких точках, находящихся на строго заданном расстоянии друг от друга. Как и рыбы, и птицы во время мурмурации, подводные роботы отслеживают действия друг друга визуально и координируют движения с помощью оптических сенсоров. Этот же принцип лежит в основе еще одного подводного проекта – «Блюбот».
Задавая параметры взаимодействия, можно собирать роботов в плотные косяки или же, наоборот, распределять их, например, для поиска подводных объектов. Военных эта технология заинтересовала тем, что позволяет создавать ложные цели, обманывая противника.
Боевая мурмурация
Если все дроны в группе смогут действовать сообща, но при этом автономно, как птицы во время полета, то им будут не страшны и средства радиоэлектронной борьбы.
Пока технологии, основанные на явлении мурмурации, разрабатывают в основном военные. Но им найдется место и в мирной жизни. Например, дроны смогут слаженно действовать во время спасательных операций. В группе, но по отдельности. Однако это уже более сложная и ответственная задача, для решения которой инженеры должны разгадать загадку мурмурации. Только после этого дроны смогут как следует расправить крылья.
masterok
Мастерок.жж.рф
Хочу все знать
Согласно результатам нового исследования загадка мурмурации скворцов может быть объяснена с помощью динамики темных и светлых пятен в летящей стае.
И вот сейчас читаю, что ученые из Уорвикского университета обнаружили, что скворцы, сбивающиеся в стаи, стремятся поддерживать такую плотность, при которой они способны оптимально собирать информацию из своего окружения.
Для этого необходимо состояние предельной прозрачности — свет должен пробиваться сквозь стаю к каждой птице, причем под самыми разными углами. Возникающая при этом структура из темных и светлых пятен обеспечивает каждого отдельного скворца всей необходимой информацией.
Именно такие динамические структуры и создаются птицами, постоянно меняющими свое местоположение и углы полета внутри стаи. Эксперты заметили, что какую бы форму не принимала стая, свет через нее падает на каждую птицу, причем со всех сторон.
С помощью этой информации специалисты построили компьютерную модель мурмурации, в которой каждая «птица» стремится занять позицию, дающую ей как можно больше информации обо всей стае. Ранее считалось, что отдельные птицы ориентируются только на движения ближайших соседей.
Мурмурацией называют прекрасное природное явление, когда тысячи птиц сбиваются в громадные стаи, которые динамически формируются в удивительные небесные фигуры, постоянно сжимаясь и разжимаясь. До сих пор этот феномен не удавалось объяснить даже с помощью сложных компьютерных моделей.
Сравнив результаты, полученные с помощью компьютерного моделирования, с естественными движениями птичьих стай, ученые обнаружили явное сходство, которое свидетельствует о правильности нового алгоритма.
Видео компьютерной модели и виртуальной стаи