Загадка мурмурации. Как возникает «танец тысячи птиц» и при чем тут дроны
«Мурмурация» в переводе с латыни (murmuratio) дословно означает «бормотание». Такое название родилось от звука, в который сливается шелест тысяч крыльев во время полета. Мурмурации обычно можно наблюдать примерно за час до захода солнца осенью, зимой и ранней весной, когда птицы находятся рядом с местом ночевки. Бывает, что они длятся около часа. Чаще всего мурмурации устраивают скворцы.
Одна из загадок — зачем птицы это делают. Ведь для обычного полета нужно много энергии, а птицы расходуют ее крайне эффективно. Но в случае мурмурации кажется, что никакого практического смысла нет. Птицы просто расходятся и собираются вместе — словно танцующие пары людей или толпа на стадионе. Но, в отличие от болельщиков, эти движения не отрепетированы — все происходит спонтанно.
Стая распадается на части и снова сливается воедино. Получаются фигуры, напоминающие то каплю, то восьмерку, а иногда и одну гигантскую птицу.
При этом — и это еще одна загадка — птицы летят довольно быстро (до 50 км/ч), но не сталкиваются и не сбиваются с курса. Мурмурации не имеют лидера, а все движения регулируются отдельными особями.
Телепатия или дисциплина?
В 1930-х годах знаменитый орнитолог Эдмунд Селус предположил, что птицы, которые образуют мурмурации, используют своего рода телепатию для передачи своих намерений по всей стае. «Они должны думать коллективно, все и в одно и то же время… это похоже на одновременную вспышку во множестве мозгов», — писал он в своей книге «Передача мыслей (или что-то другое?) у птиц».
Однако со временем стало понятно, что это не совсем так. В 1950-х годах специалисты, изучающие коллективное поведение насекомых, рыб и других животных, установили, что групповое скоординированное движение — это скорее поразительно быстрая реакция на изменения действий других в стае.
‘ ‘Пример мурмурации скворцов»
«Есть два способа, которыми управляется поведение большой группы, — объясняет Марио Пезендорфер, научный сотрудник Смитсоновского центра перелетных птиц (США).
— Есть воздействие сверху вниз, когда лидер задает движение всего коллектива. Как во время концерта, когда человек на сцене начинает хлопать, а толпа подхватывает. Мурмурации работают по принципу «снизу вверх»: отдельные птицы влияют на соседей, и движение передается всей стае».
Но очевидно, что в стае из 1 200 особей одна птица не может уследить за всеми. Каким же образом достигается такая степень координации? В 2013 году итальянские физики изучили более 400 фотографий из нескольких видеороликов, определив положение и скорость птиц в стае. Исходя из этого, они высчитали оптимальное количество соседей, которых отслеживает каждая птица. Оказывается, их семь. В свою очередь, изменения в одной группе быстро передаются другим, и вся стая начинает перестраиваться.
Миллион вокруг и три в уме
Чтобы узнать, что происходит внутри мурмураций, некоторые исследователи снимают их на несколько камер одновременно. Затем они используют компьютерные программы для отслеживания перемещений отдельных скворцов и создания 3D-моделей стаи.
Оказывается, птицы внутри стаи сгруппированы не так плотно, как может показаться с земли, — есть место для маневра. Расположены они тоже не хаотично. Например, они летят ближе к своим боковым соседям, чем к тем, что находится спереди и сзади. Те птицы, что расположены с краю, часто «ныряют» вглубь стаи.
Постепенно ученые выяснили, что отдельная особь при перемещении ориентируется на три зоны:
«зона притяжения» — участок до ближайшей птицы спереди;
«зона отталкивания» — участок, где возможно столкновение с соседями, летящими по своим «полосам»;
«зона углового выравнивания» — группа из семи соседних птиц, которые служат ориентиром для направления полета.
Секрет того, как стая добивается такой плавности движений, — в высокой временной разрешающей способности птичьего глаза. Светочувствительным клеткам сетчатки нужно время, чтобы возбудиться — среагировать на световой стимул. Из-за этого наш мозг может обработать только ограниченное число стимулов в единицу времени.
Это и есть разрешающая способность. У птиц она значительно выше, чем у людей.
Именно поэтому, например, птицу так трудно поймать: краем глаза она видит гораздо больше движений, чем мы, и реагирует гораздо быстрее. Интересно, что эта модель работает не только для птиц. Другие значения параметров, заложенные в модель, могут дать результаты, похожие на движение косяков рыб или роя пчел. Впрочем, у них могут быть другие поводы делать это.
Лучшая защита — в стае
Почему мурмурации в принципе случаются? Ведь птицы не упражняются так только для того, чтобы порадовать нас и наших подписчиков в соцсетях. Но в голову им тоже не залезешь и интервью не возьмешь. Здесь на помощь приходит уже любительская наука. С 2014 по 2016 год ученые из Королевского биологического общества собрали беспрецедентный объем данных от любителей — бердвотчеров — со всего мира. Добровольцы представили отчеты из 23 стран, охватывающие более 3 тыс. мурмураций. На их основе специалисты составили полное описание условий, при которых возникает такое поведение.
На эту тему
Ученые пришли к выводу, что в первую очередь мурмурации выполняют функцию защиты от хищников. Птицы собираются вместе для поисков пищи или отдыха перед перелетом. Огромные скопления естественным образом привлекают хищников, таких как ястребы. Как и многие стайные существа, птицы в своей защите опираются на численное превосходство. Это называется «эффектом разбавления»: в стае вероятность того, что отдельная птица станет добычей, значительно снижается.
Столкнувшись с потенциальным хищником, скворцы опускают свои V-образные крылья и резко меняют направление — подобно тому как косяк мелких рыбешек сворачивает вбок при столкновении с акулой или другой крупной рыбой. Таким образом стая остается цельной, но при этом не дает хищнику зафиксировать ни одну конкретную мишень. Чем больше группа, тем быстрее она реагирует на приближение хищника.
От скворцов к роботам
Еще в 1986 году Крейг Рейнольдс, ученый-компьютерщик из Массачусетского технологического института, создал программу, подсчитывающую движение стаи птиц и рыб по принципу мурмурации.
Эта программа послужила основой для реалистичной анимации — например, уже в фильме Тима Бертона 1992 года «Бэтмен возвращается» так создавалась стая летучих мышей.
Более любопытные примеры касаются слаженной работы роботов и другой автоматики. Способность скворцов уклоняться от врага крайне востребована в военных операциях. Например, технология LOCUST, разработанная для ВМС США, представляет собой рой беспилотников, которые могут блокировать связь противника и истощать ресурсы ПВО, отвлекая на себя их огонь.
Хотя беспилотники не имитируют напрямую поведение скворцов во время мурмурации, они полагаются на другие механизмы роевого поведения. А цель та же — за счет кучности и обмена информацией защититься от угрозы. Существующие системы ПВО не способны противостоять группам из нескольких сотен дронов. За счет этого дроны могут прорваться к цели и передать информацию о ней оператору.
‘ ‘Сцена из фильма «Бэтмен возвращается»»
Еще одна сфера — взаимодействие беспилотных автомобилей на дорогах.
Изучение механики роевого поведения птиц может позволить машинам двигаться в потоке более эффективно — а значит, экономить топливо и время, а также избегать аварий. Например, инженер Сантош Девасиа из Центра перспективных исследований Boeing предложил модель сетевого поведения, в которой каждый участник использует текущую и прошлую информацию от соседей, чтобы сделать вывод об общей цели, и подстраивает алгоритм собственного поведения — совсем как птицы.
У этой модели, по мнению Девасиа, может быть множество приложений — от работы роботов-погрузчиков на промышленных складах до почтовых дронов и спутников, используемых при зондировании.
Антон Солдатов
Мурмурация скворцов • Сергей Коленов • Научная картинка дня на «Элементах» • Орнитология
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).
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.
«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.
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.
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.
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.
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.
Фото © Daniel Biber с сайта worldphoto.org.
Сергей Коленов
Мурмурация скворца | Стаи скворцов и ночлег
Кто они такие?
По сути, это массовый воздушный трюк — тысячи птиц одновременно парят и ныряют.
Это совершенно захватывает дух.
Мы думаем, что скворцы делают это по многим причинам. Объединение в группы обеспечивает безопасность в больших количествах — хищникам, таким как сапсаны, трудно нацелиться на одну птицу посреди гипнотизирующей стаи из тысяч.
Они также собираются, чтобы согреться ночью и обменяться информацией, например, о хороших местах кормления.
Они собираются вокруг своего места для ночлега и выполняют трюки на колесах, прежде чем устроиться на ночлег.
Где их можно увидеть?
Осенние насесты обычно начинают формироваться в ноябре, хотя это зависит от места, и некоторые могут начать формироваться уже в сентябре.
С течением недель все больше и больше птиц собираются вместе, а количество скворцов на насесте в некоторых местах может достигать 100 000 особей.
Ранний вечер, перед закатом, — лучшее время, чтобы увидеть их по всей Великобритании.
Вам не нужно никакого специального оборудования, так как все это видно, просто взглянув в небо.
В основном они выбирают для ночлега места, защищенные от суровой погоды и хищников, такие как леса, но также используются тростниковые заросли, скалы, здания и промышленные сооружения. Однако в дневное время они устраиваются на открытых местах, таких как верхушки деревьев, где птицы имеют хорошую круговую видимость.
Некоторые из наших заповедников представляют собой прекрасные места для наблюдения за бормотанием. См. список слева. Другие популярные места, где можно увидеть скворцов, включают Гретна-Грин в Дамфрисе и Галлоуэе и Брайтон-Пирс в Сассексе. Веб-сайт Starlings in the UK также может быть полезен для того, чтобы узнать, где в последнее время происходили бормотания.
Дополнительная литература
- RSPB Burton Mere Wetlands
- РСПБ Конви
- РСПБ Дандженесс
- РСПБ Эксминстер Маршес
- РСПБ Фэрберн Ингс
- РСПБ Фрэмптон Марш
- RSPB Лейтон Мосс
- РСПБ Марасион Марш
- РСПБ Мерсехед
- РСПБ Минсмер
- RSPB Водно-болотные угодья Ньюпорта
- RSPB Портмор Лох
- РСПБ Солтхольм
- РСПБ Сент-Эйданс
Мурмурации в действии
Не верьте нам на слово, посмотрите это потрясающее видео бормотания скворца.
Нет в наличии.
Не дайте себя обмануть
Несмотря на невероятный размер стай, количество скворцов сейчас составляет лишь малую часть того, что было раньше. Огромные стаи скворцов раньше собирались над Манчестером, Лидсом, Ньюкаслом, Ливерпулем, Эдинбургом, Глазго и Белфастом, но сегодня у вас гораздо больше шансов увидеть птиц в сельской местности.
За последние годы популяция скворцов сократилась более чем на 80 процентов, а это означает, что теперь они входят в критический список наиболее подверженных риску птиц Великобритании.
Считается, что это снижение связано с потерей постоянных пастбищ, увеличением использования сельскохозяйственных химикатов и нехваткой пищи и мест для гнездования во многих частях Великобритании.
Что такое скворцовый ропот и почему он образуется?
Зима приносит с собой одно из истинных зрелищ природы: бормотание скворцов.
Но что они собой представляют и почему образуются эти гипнотические сборища?
Что такое ропот скворцов?
Мурмурации — это огромные группы скворцов, которые крутятся, кружатся, пикируют и кружатся по небу в красивых облаках, меняющих форму.
Незадолго до заката небольшие группы скворцов из одной местности собираются вместе над общим местом для ночлега. Группа становится все больше, двигаясь в унисон в воздушном танце, отбрасывая великолепные формы на фоне угасающего дневного света.
Берти Грегори/2020VISION
Почему образуются бормотания скворцов?
Скворцы известны как «частичные мигранты»: птицы, которые мигрируют в одних местах, но не в других. Наши собственные скворцы, как правило, остаются на месте, в то время как скворцы из более холодных стран Восточной Европы направляются к нашим берегам, увеличивая нашу численность осенью и зимой, образуя очень внушительные стаи.
Ученые считают, что количество бормотаний обеспечивает безопасность; защита от хищников, таких как сапсаны, которых привлекает огромное количество птиц.
Ведь выделить одного скворца из кружащейся группы из сотен, а то и тысяч, бывает непросто! Эксперты до сих пор не совсем уверены, как каждый скворец знает, в какую сторону поворачивать, не натыкаясь на других.
Мурмурации всегда образуются над общим местом ночевки птиц. Когда количество скворцов достигает своего пика, а последние лучи дневного света начинают угасать, негласный сигнал, кажется, приказывает группе спуститься к земле одним последним размашистым и успокаивающим движением.0093 свист крыльев. Насестом может быть что угодно, от тростниковой заросли до приморского пирса, где группа может собраться вместе, чтобы согреться и поболтать о лучших кормовых угодьях.
David Tipling/2020vision
Danny Green/2020vision
Guy Edwardes/2020vision
Danny Green/2020205
Guy Edwardes/202020vision
Mark Hamblin/2020vision
, когда находится лучшее время на звездочку?
Эти эффектные скворцы формируются осенью и зимой.
Большинство мигрирующих скворцов обычно прилетают сюда к концу ноября/началу декабря, что делает это лучшим временем для наблюдения за мурмурацией в ее пике. Оденьтесь потеплее и не забудьте прибыть до заката, чтобы посмотреть большое событие от начала до конца.
Бормотание скворцов в Ланкашире и Мерсисайде
Если вы не знаете, где можно увидеть бормотание скворцов, хорошая новость заключается в том, что они могут появиться практически где угодно, даже над городскими центрами. Некоторые из лучших мест в Ланкашире и Мерсисайде:
- Заповедник Брокхолс, Престон
- Северный пирс, Блэкпул
- Лант Медоуз, Сефтон
- RSPB Лейтон Мосс, Сильвердейл
Вы когда-нибудь видели бормотание скворцов? Мы будем рады видеть ваши фотографии в социальных сетях. Вы можете присылать нам свои снимки на Facebook и Twitter или отмечать нас на своих фотографиях в Instagram.
Разновидность
Скворец
Скворец — знакомый посетитель сада, чьи черные перья имеют красивый фиолетово-зеленый блеск.