ムクドリのつぶやきの背後にある秘密と科学

2019-08-10
空中でムクドリのつぶやきを見ることは、自然界の力と神秘を直接体験することです。georgeclerk /ゲッティイメージズ

個人的には、ヨーロッパのムクドリは一般的なクロウタドリにすぎません。それでおしまい。ムクドリは短くて太く、黒い羽と長くて先のとがったくちばしがあります。あなたはそれらを見てきました。彼らは事実上どこにでもいて、2億人以上が北米だけで、彼らの陽気な小さな歌を歌い、多くの裏庭の栽培者や常勤の農家にとって、少し厄介な側になっています。

しかし、集合的に、ムクドリは完全に別のものに変わります。一緒に、飛行中、時には数十万に達する魅惑的な群れの中で、それらは息を呑むような驚異であり、脈動し、急降下し、生き、調和した全体であり、自然そのものを定義しながら自然の法則に逆らっているように見えます。

空中でムクドリのつぶやきを見る—それが群れの行動と呼ばれる、つぶやき—は、自然界の力と謎を直接体験することです。

ウィーンの天然資源および生命科学大学の森林生態学研究所のポスドク研究員であるマリオ・ペセンドルファーは、次のように述べています。「非常に速く動いているものの空間スケール(私たちにはまったく不可能です)と、多くの個人が同じことをしているときに発生する視覚的なパターン化は、私たちを本当に魅了します。」

Pesendorferのような科学者にとって、つぶやきはそれ以上のことをします。彼らは好奇心を刺激します。そして、彼らはペセンドルファーのような科学者に火をつけて、鳥や蜂や魚のような群がる動物が私たち自身の生活をどのように改善できるかを理解します。

つぶやきの裏にある秘密

1930年代、有名な鳥類学者のエドモンドセラウスは、つぶやきながら移動する鳥は、ある種のテレパシーを使用して飛行の意図を伝えていると示唆しました。「彼らは集合的に、すべて同時に考えなければならない...非常に多くの頭脳からの閃光」と彼は彼の本の中で書いた、「鳥の思考伝達(または何?)」。

年月が経つにつれ、それだけではないことがわかりました。1950年代に、昆虫や魚、その他の動物の集団行動を研究している科学者は、集団の動きは、生来の読心力や命令ではなく、群れ(または学校、群れ)の他の人に対して驚くほど速い反応であると主張しましたグループリーダーから。

それは「だ隣人へのローカル行動反応の迅速な伝達全米科学アカデミーのジャーナル会報に掲載された2015年論文の著者が書いたように、そのような驚くべきシンクロニシティを可能にします」。

「大規模なグループの行動を引き出すには2つの方法があります。ある種のリーダーシップまたはある種のトップダウンメカニズムを備えたトップダウン制御を行うことができます。ロックショーを考えてみてください。フロントと彼は手をたたき始め、スタジアム全体が拍手し始めます」とペセンドルファーは言います。 「しかし、これらのつぶやきは実際には自己組織化されています。つまり、大規模なグループにスケールアップするのは個人の小さな行動規則です。この行動を理解するには、ローカルスケールから移行する必要があります。個人は何をしているのでしょうか。個人が従う規則は何ですか?—世界規模で;結果は何ですか?」

2013年、プリンストン大学の機械および航空宇宙エンジニアと彼女のチームは、イタリアの物理学者と協力してつぶやきを研究しました。プリンストンのエンジニアであるナオミ・レオナルドは、「1,200羽の鳥の群れでは、すべての鳥が他の1,199羽の鳥を追跡できるわけではないことは明らかです」と述べています。誰の?'"

イタリアの物理学者は、いくつかのビデオから400枚以上の写真を使用して、鳥が群がったときの位置と速度をプロットして調べました。それから、彼らは追跡する各鳥の群れの仲間の最適な数を特定する数学的モデルを構築しました。

マジックナンバーは7であることがわかります。各鳥は、最も近い7つの隣人を監視し、他のすべてを無視します。これらすべての7人の小さなグループが他の個人や7人のグループに触れることを考えると、ねじれや曲がりはすぐに広がります。そしてそれから、全体のつぶやきが動きます。科学者の調査結果は、2013年1月にジャーナルPLOS ComputationalBiologyに掲載されました。

制御する3つのこと

大規模に調整されているように見えますが、個々の鳥は、彼らの飛行と彼らの周りの人々の飛行の3つの側面だけに関心があります。これらの要因はいくつかの方法で説明されていますが、すべて非常に似ています。彼らは、Pesendorferからです:

  • アトラクションゾーン:「つまり、このエリアでは、次の男に向かって移動します。」
  • 反発ゾーン:「つまり、あなたは彼の車線に飛ばない、さもなければあなたは両方とも落ちる」。
  • 角度の調整:「それで、あなたは彼の[鳥の隣人]の指示に従う必要がありました。」

「これらの3つのパラメーターをどのように変更するかに応じて、海水魚で得られるバレルのような野球から、ゆるい昆虫の群れ、高度に組織化された魚の群れやつぶやきまで、あらゆるものを手に入れることができます。すべてこれらの3つの小さなパラメータで。」

科学者たちは、そもそもこれらの鳥が群れをなして、そのような群れが発する騒音やもちろんその動きで、その膨大な数を通して捕食者を混乱させ、落胆させると信じています。いくつかの鳥の間の通信は、一部の研究者は、単に暖かいを維持することはmurmurationsのためのもう一つの理由かもしれないと考えている一方で- 、発言権を良い食料源を指摘- murmurationsに、あまりにも、起きていること

単なる人間にとって最も驚くべきことは、これらの鳥が非常に迅速に反応し、そのような同期で反応することです。すぐにではないにしても、鳥の羽のフラップのカップル内。それらは、一種のロックステップ(または、いわばロックフラップ)で、ほぼ1つとして移動します。

どうやって?

「鳥は私たちよりもはるかに高い時間分解能を持っています」とPesendorferは言います。つまり、鳥は周囲の特定の情報を取り込み、人間よりもはるかに速く処理します。「彼らは私たちよりもはるかに速く見えます。」

2011年2月22日、イギリスのブライトンで、ムクドリの大群がブライトン沖で急襲しました。

ムクドリから学んだことを利用する

1986年に、MITの訓練を受けたコンピューター科学者であるCraig Reynoldsは、彼が「ボイド」と呼んだもので、鳥の群れと魚の群れのコンピューターモデルを構築しました。これらのプログラムは、映画のリアルなアニメーションの基礎を提供しました。最初は(そして特に)1992年のティムバートンの映画「バットマンリターンズ」のコウモリの群れでした

実生活への応用では、ムクドリ(またはコウモリやミツバチなど)の大規模なグループの行動の動きを理解し、ロボットの群れをプログラムして同様の動きをさせる能力には、驚くべき可能性があります。「私たちは、生物学からインスピレーションを描画しようとしている、」レナードのグループから製造された紙の主執筆者だったジョージ・ヤングは、2013年にプリンストン大学の裏に語った動物群性能の尺度は、私たちは私たちを計測するかを決めることができますかを理解するために」、ロボットの応答動作を設計するときに使用する必要があります。」

例:Las Cumbres Observatoryには、世界中の7つのサイトに22個のロボット望遠鏡があり、互いに調整して1つの大きな望遠鏡として機能します。LCOサイトから:

これは時間領域天文学と呼ばれ、宇宙の現象が変化するのを継続的に監視できることを意味します。全体像が展開するのを見ると、より多くを学び、より速く学び、宇宙を動かす力についての理解を劇的に高めることができます。

別の例:スワームロボティクスの新しい分野では、ムクドリの研究から収集した情報を使用しており、ハーバード大学Wyss Instituteによると、「捜索救助任務、建設作業、環境修復、医療アプリケーションの新しいアプローチを可能にする」とのことです。

スワームロボティクスは、戦闘機からリリースされたこれらのマイクロドローンなどの軍事用途にも使用できます。自動運転車の群れが協力して、交通渋滞を軽減または解消するのに役立つ可能性があります。可能性—癌との闘い?—気が遠くなるようなです。

この単純な鳥の驚異的な群れを見て、勉強し、学び、そして構築することからすべて。

「非常に複雑な意思決定プロセスを持っている人間として、私たちは複雑な行動のように見えるものにスケールアップする単純な意思決定プロセスを見ることに慣れていません」とペセンドルファーは言います。「これらのモデルは、これらのタイプのパターンを理解するのに役立ちます。」

今それは興味深いです

北米のムクドリの全個体数(おそらく2億羽も)は、1890年代初頭に米国に持ち込まれた100頭のグループの子孫であり、ニューヨーク市のセントラルパークに放し飼いにされています。彼らを連れてきたのはシェイクスピアのファンで、吟遊詩人がこれまでに言及したすべての鳥がアメリカに住むことを望んでいました。「ヘンリー四世、パートI」: 『!モーティマー』「しかし、彼は眠りにあるとき、私は彼を見つけるだろう、/そして彼の耳I'LLの叫び声で/いや、/ Iはムクドリが話す/ Nothingに教えられるものがあるでしょうしかし、「モーティマー」、そしてそれを彼に与える/彼の怒りを動かし続けるために。」

初版:2019年8月9日

つぶやきFAQ

つぶやきとは何ですか?
つぶやきは、数百または数千のグループでのムクドリの群れ行動です。
ムクドリのつぶやきはいつ見られますか?
ムクドリのつぶやきは、主に冬季、10月から3月のどこかで発生します。ただし、ピークシーズンは12月から1月の間に発生します。
つぶやきの目的は何ですか?
一部の科学者は、つぶやきは鳥を捕食者から安全に保つのに役立ち、捕食者を膨大な数と混同していると考えています。他の人はそれが鳥が暖かく保つための方法であると思います。

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