Kes pole lindude karja näinud? Kas mäletate, kuidas nad lennu ajal sünkroonselt suunda muudavad? Kas pole see hämmastav? Kuidas nad seda teevad?
Kärnkonna karjad on üks hämmastavamaid loodusnähtusi. Sajad, kui mitte tuhanded linnud klapivad samal ajal oma tiibu, näidates akrobaatika imesid. Iga üksiku inimese liigutused näevad juhuslikud välja, kuid linnud ei põrku kunagi omavahel, justkui neid juhiks nähtamatu juht. Kärnkonna kari on ehe näide lindude võimest lennata sünkroonselt. Biolooge ei lakka kunagi piinamast küsimus: kuidas õhus olevad linnud suudavad kokkupõrkeid vältida?
Nii näeb see videol välja …
Queenslandi ülikooli professor Mandyam Srinivasan usub, et linnud on pika evolutsiooni mõjul suutnud välja töötada õnnetusteta lennu strateegia. Srinivasan oli juba pikka aega huvitunud lindude lendamise mehaanikast ja ta otsustas viia läbi katsekatse koos budgerigaaridega, et simuleerida nende trajektoori. Ta märkis, et linnud kippusid alati takistuse ümber paremale painutama, mis hõlbustas sujuvat liikumist. 120 vaatluse käigus ei toimunud ühtegi kokkupõrget.
Katsetunnel. Sinine ja punane punktiirjoon näitavad valvekaamerate vaatevälja.
Professor Mandyam Srinivasan Queenslandi ülikoolist (Austraalia) otsustas uurida, milliseid strateegiaid linnud kasutavad kokkupõrkekursusel kokkupõrke vältimiseks. Selleks vabastati 21,6 meetri pikkuse tunneli mõlemalt küljelt paar lindu üksteise poole. Võimalikke huvipakkuvaid lindude tegevusi võeti hüpoteesidena Bayesia võrgus nende tõenäosuste arvutamiseks. Prognoositavaid tõenäosusi võrreldi vaadeldud faktidega. Nii tegid teadlased järeldused lindudel töötavate kokkupõrke vältimise strateegiate kohta.
Enne katsete alustamist koolitati 10 isaslooma (Melopsittacus undulatus) tunnelit üksi algusest lõpuni lendama.
Reklaamvideo:
4 päeva jooksul registreeriti 102 eksperimentaalset lendu, mis hõlmasid 7 paari 10 eelarverida. Ühtegi kokkupõrget ei registreeritud. Seejärel analüüsisime videosalvestusi fikseerimisega, kuidas linnud liikusid üksteisele lähenedes külgedele või kõrgusele.
Tulemused olid üsna ootamatud. Nagu tabelist näha, on linnud näidanud kalduvust peaaegu alati paremale nihkuda, ehkki sellise nihke tõenäosus varieerub inimeselt suuresti.
See on väga kurioosne järeldus. Varasemad mesilaste uuringud on näidanud, et mesilased kipuvad üksteisele lähenedes vasakule liikuma. Ühel või teisel viisil, kuid kalduvus teatud suunas nihkuda on olulised teadmised. Ilmselt peaksid need teadmised olema elanikkonna kõigi inimeste jaoks ühesugused. Kui linnud liiguvad lähenedes juhuslikus suunas, siis vasakule / paremale valides on kokkupõrke tõenäosus 50%.
Tunnelis papagoid lendasid erineva kõrgusega. Teadlased leidsid, et mõned konkreetsed isikud eelistavad selgelt lennata madalamale / kõrgemale kui mõni teine konkreetne isend, mis ei sobi normaaljaotusega.
Konkreetse inimese eelistamine lennata teise inimese kohal või all.
Vaatamata üksikutele lennukõrguse muutumise juhtudele, ei muuda linnud lähenemisel üldiselt kõrgust, vaid nihkuvad horisontaaltasapinnal. Kõige sagedamini - paremale. Teadlased järeldavad, et eelarverealistel on omapärased liikumisreeglid, mis on õmmeldud "riistvara tasandil". Tõenäoliselt võib see olla tingitud aju vasaku ja parema poolkera erinevusest. Näiteks papagoides vastutab parem poolkera ja vasak silm taktikaliste ülesannete eest, näiteks lennu ajal võimaliku kokkupõrke tuvastamise eest. Vasak poolkera ja parem silm teevad omakorda muid asju, näiteks lennu hooldust ja kiiruse kontrolli. Muide, see on vasaku ja parema poolkera erinevate funktsioonidega loomade evolutsiooniline eelis (lähemalt vt teadustööd "Ellujäämine asümmeetrilise ajuga: peaaju lateralisatsiooni plussid ja miinused").
Seega kinnitas uuring, et lihtsimate üldreeglite olemasolu võimaldab loomadel või masinatel vältida kokkupõrkeid.
Esiteks peate nõustuma ühele küljele nihkumisega. Vahet pole - vasakule või paremale, kuid kõik peaksid liikuma ühes suunas.
Teiseks töötage välja algoritm kõrguse muutmiseks. Üks liikumises osaleja peaks liikuma üles, teine - alla. Kõrguse muutmise reegleid saab rakendada erineval viisil. Näiteks määrake igale õhusõidukile hierarhiline järjenumber. Hierarhias suurema numbriga lennukiga kohtudes liigub see alati üles ja madalamaga - alla. Universaalset hierarhiat ei ole lihtne rakendada ning see eeldab ka laevadevahelist teabevahetust enne lähenemist. Teine võimalus on seada igale õhusõidukile juhuslik üles või alla reegel. Sel juhul väheneb kokkupõrke oht 100% -lt 50% -ni.
Teadlased pole veel suutnud aru saada, kuidas linnud valivad nihke suuna kõrgusele. Võib-olla on neil ka teatud hierarhia.
Kuid kas sünkroniseeritud lennu saladus on tõesti nii lihtne?
Shirinvasan ja tema kolleegid kasutasid kiirete videokaamerate abil 10 papagoi lendu tunneli vastaskülgedest. Nad leidsid, et linnud kasutasid kokkupõrgete vältimiseks kahte tehnikat. Esiteks, kohtudes teise õhus oleva linnuga, kalduvad nad paremale. Teiseks valivad nad, kas lennata saabuva linnu kohal või all. Jääb ebaselgeks, mis mõjutab kõrguse valikut. Professor soovitab, et karja lindude hierarhial võib olla sellega midagi pistmist, ja kavatseb uurimist jätkata.
Kui professor Shirinvasani töö pakub papagoide lennult värske vaatenurga, ei selgita see kõigi lindude lennumehaanikat. Papagoikarjal on erinev sotsiaalne struktuur kui näiteks starlingsil või albatrossidel, seega on ühe näite põhjal keeruline järeldusi teha kogu lindude spektri sünkroonsest lennust. Samuti tõstatub küsimus, kas papagoid olid kodused või metsikud ning millist mõju avaldavad loomade lendudele metsikkus.
Sama olulised järeldused on teinud ka muude linnukarjade uuringutega. Näiteks avastas itaalia füüsik Andrea Cavagna kuldnokkides välja töötatud vastastikuse teavitamise süsteemi. Mõne sekundi jooksul saab üks inimene signaali teistele edastada, suunates kogu karja röövloomadest eemale või möödudes takistusest. Ja David Williams Washingtoni ülikoolist leidis, et tuvid liiguvad kitsastes kohtades, kasutades erinevaid tiivaasendeid. Oma keha aerodünaamikaga manipuleerides on tuvid võimelised lendama uskumatult suure kiirusega keerulistes keskkondades, näiteks linnakeskkonnas.
Tuvid voldivad tiivad lennates takistuste vahele:
