Птицы помогут раскрыть устройство самых сложных обществ в природе

Одно из самых впечатляющих зрелищ в природе — великолепный воздушный балет «мурмураций», когда стая из десятков тысяч птиц движется как единое целое, пульсируя на фоне неба.

Такое коллективное поведение — краеугольный камень сложного и часто загадочного природного мира: от взаимодействия микроскопических клеток в теле человека до скоординированных действий роев насекомых, косяков рыб и даже поведения толп людей.

Загадка того, как эти часто огромные группы особей синхронизируют свои движения так безупречно, что действуют почти как единый организм, начала разгадываться лишь недавно.

Однако один ключевой аспект остаётся нерешённым: как большие группы преодолевают потенциальные различия в индивидуальных характеристиках и взаимоотношениях между членами, чтобы объединиться и действовать как единая сплочённая масса?

Международная команда учёных под руководством Эксетерского университета (Великобритания) в сотрудничестве со Стэнфордским университетом (США) и Университетом Саймона Фрейзера (Канада) приступила к новому междисциплинарному проекту, цель которого — расшифровать тайны этих природных явлений.

Трёхлетний проект под руководством доктора Алекса Торнтона из Центра экологии и охраны природы Эксетерского университета получил грант в размере 1 млн долларов США от программы Human Frontiers Science Programme. Исследование посвящено тому, как особи в группах реагируют друг на друга, чтобы функционировать как единый суперорганизм.

Проект будет включать поведенческие эксперименты, 3D-визуализацию и передовые вычислительные методы, чтобы определить влияние разнообразных личных характеристик и социальных связей на взаимодействия, структуру подгрупп, коллективное принятие решений и, в конечном итоге, на глобальную динамику некоторых из самых сложных групп в природе.

Доктор Торнтон отметил: «Механизмы, позволяющие тысячам особей двигаться как одно целое, например, стаям птиц или огромным косякам рыб, в последние годы стали лучше понятны. Учёные использовали математические модели, чтобы показать, как коллективный "порядок" может возникать как побочный продукт, если эти особи следуют набору простых правил взаимодействия с соседями.

Однако мы знаем, что животные не идентичны, и их поведение, вероятно, зависит от их собственных индивидуальных характеристик и отношений с другими в социальной группе».

Исследовательская группа сосредоточится на координации коллективных движений в смешанных стаях галок и грачей — высокоинтеллектуальных птиц семейства врановых, которые живут в сложных социальных группах и образуют долгосрочные моногамные пары.

Команда полагает, что более глубокое понимание взаимодействия этих птиц будет иметь важные и широкомасштабные последствия: от определения реакции групп животных на угрозы до смягчения воздействия сельскохозяйственных вредителей, управления безопасностью толпы и разработки интеллектуальных систем в робототехнике.

Доктор Торнтон добавил: «Хотя люди могут не осознавать этого, знакомое зрелище стай галок и грачей, темнеющих в зимнем небе, — одно из самых сложных скоплений животных на Земле. Изучая движения отдельных птиц в стаях и их взаимодействие друг с другом, мы поможем раскрыть, как сложные общества сохраняют сплочённость и принимают коллективные решения».