Птичья стая движется синхронно: каждый летит туда, куда летят все. При этом вряд ли возможно, чтобы каждый член стаи следил за сотнями собратьев. Кроме того, в стае обычно нет лидера, но движения птиц и их реакция, например, на появление хищника оказываются на удивление слаженными и точными.

Исследователи из Принстонского университета (США) с помощью математических методов установили, что птице достаточно следить за несколькими соседями, чтобы двигаться синхронно со всей огромной пернатой массой. Вместе с коллегами из Торонтского университета (Канада) и Римского университета «Ла Сапиенца» (Италия) они проанализировали несколько сотен последовательных стоп-кадров из видеозаписей с летящими стаями скворцов. В итоге выяснилось, что во время полёта птица наблюдает вовсе не за всеми соседями, которых может разглядеть, а лишь за семью ближайшими особями.

Чтобы убедиться в верности полученных результатов, исследователи создали математическую модель птичьей стаи. Симулятор позволял менять число соседей, за которыми следит каждая птица; при этом учитывались точность координации, точность слежения и количество энергии, которую особи тратили на то, чтобы следить за товарищами. Если не учитывать затраченных усилий, то, конечно, чем больше данных, тем лучше. Однако энергетические затраты сильно ограничивают возможности: чтобы двигаться вместе со стаей и не перенапрягаться при этом, птице достаточно, как уже было сказано, семи соседей. Словом, данные наблюдений оказались в полном согласии с результатами теоретического эксперимента.

Но при этом выяснилась ещё одна любопытная особенность. Как пишут исследователи в веб-журнале PLoS Computational Biology, точность координации полёта зависела от формы стаи. Можно заметить, что птичьи стаи нельзя уподобить ни слишком плоской фигуре, ни слишком объёмной — вроде шара или куба. Стая напоминает относительно толстый блин, который к тому же постоянно меняет форму. Оказалось, что толщина летящего «блина» весьма важна для координации движения: в очень тонком «блине» у птиц расстраивается координация с соседями; с другой стороны, утолщаться стае просто без надобности.

Возможно, такие же закономерности действуют и среди других животных, склонных сбиваться в стаи, как это, например, можно видеть у рыб и насекомых. Однако пока исследователи хотят убедиться, что эти правила выполняются у других видов птиц и что число «семь» и определённая форма стаи не есть исключительное изобретение скворцов.

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

Смена поведения саранчи зависит не столько от доступности корма, сколько от плотности популяции: высокая плотность в одиночной форме чревата каннибализмом, и, чтобы не съесть друг друга, насекомые переключаются на поведение, уменьшающее риск взаимного истребления.

Саранча одиночная зелёная и саранча общественная коричневая (фото авторов исследования)Каннибализм широко распространён в живой природе. Один из примеров — саранча, особи которой не упускают случая полакомиться друг другом. Саранча предпочитает жить в одиночку, как полагают, именно из-за угрозы столкнуться с «коллегой по виду». Но, как известно, время от времени эти насекомые объединяются в огромные стаи, совершая опустошительные перелёты, причём в коллективе они даже выглядят иначе, так что саранчу одиночную и саранчу коллективную в прошлом принимали за два разных вида.

Исследователи из Института физики сложных систем Общества Макса Планка (Германия) полагают, что каннибализм тут работает движущей силой. Сокращение пищевых ресурсов приводит к тому, что на малой территории концентрируется много саранчи, и, чтобы не начать есть друг друга, насекомые меняют своё поведение, сбиваясь в мигрирующую стаю.

Исследователи создали компьютерную популяцию саранчи, в которой отдельные особи обладали полной свободой передвижения. Задача популяции — минимизировать прямые контакты особей друг с другом, дабы каннибальские наклонности не поставили под угрозу существование вида. В журнале Ecology Letters авторы пишут, что несколько насекомых на квадратный метр ещё могут вести себя как одиночки, чтобы избежать встречи друг с другом. Но когда плотность популяции превышает какой-то уровень, угроза каннибализма становится неизбежной. И тогда самым выгодным становится другое поведение: каждая саранча стремится двигаться за тем, кто впереди, и улетать (или уползать) от того, кто идёт сзади. В результате получается коллективное движение в одну сторону.

При этом, что важно, хотя насекомые и сбиваются в кучу, прямых контактов такое перемещение не допускает (или по крайней мере делает их маловероятными). Грубо говоря, особи не сталкиваются друг с другом лбами, как происходило бы, если бы они оставались одиночками и не координировали собственные перемещения с перемещениями друг друга.

Получается, что стайное передвижение помогает избежать каннибализма и сохранить популяцию, хотя это и звучит довольно парадоксально. Исследователи подчёркивают, что образование и распад стаи зависят от плотности популяции. Однако рассеивание стаи происходит при гораздо меньшей плотности, чем формирование. Поэтому эффективнее было бы не бороться с уже существующими стаями, а предотвращать их появление: на это должно тратиться гораздо меньше сил и средств, чем на уже сформировавшееся всепожирающее облако саранчи.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА