Птицы в стае следят не более чем за семью соседями

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 стая двигалась синхронно, каждой птице в ней достаточно следить за семью ближайшими соседями. (Фото Neil Ta / I am Bidong.)

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.