Сверхбыстрые пикирования помогают соколам-сапсанам ловить проворную добычу

Компьютерное моделирование атак сокола-сапсана показывает, что экстремальные скорости, достигаемые во время пикирования с больших высот, усиливают способность хищников выполнять манёвры, необходимые для поимки ловкой добычи, которая в противном случае могла бы ускользнуть. Об этом открытии сообщают Робин Миллс и коллеги из Гронингенского университета (Нидерланды) и Оксфордского университета (Великобритания) в PLOS Computational Biology.

Предыдущие исследования команды с использованием видеокамер и GPS-трекеров показали, что соколы атакуют добычу, используя те же правила наведения, что и искусственные ракеты. Однако оставалось неизвестным, почему сапсаны предпочитают ловить добычу, пикируя с больших высот на скоростях, превышающих таковые у любого другого животного. Такое рискованное поведение, несомненно, предъявляет чрезвычайные физические и когнитивные требования к соколу.

Для исследования стратегии пикирования Миллс и коллеги создали основанную на физике компьютерную модель полёта птиц, в которой соколы противостоят добыче. Модель включает:

• аэродинамику полёта птиц,
• то, как птицы машут и прижимают крылья,
• как соколы воспринимают добычу и реагируют на неё с задержкой,
• и как соколы наводятся на цель, подобно ракете.

Запустив симуляцию миллионы раз и варьируя стратегию атаки, исследователи показали, что высокоскоростные пикирования позволяют сапсанам создавать значительно более высокие аэродинамические силы для манёвров, тем самым максимизируя их шанс поймать проворную добычу.

Однако моделирование также показало, что для успешной атаки при высокоскоростном пикировании требуется очень точная настройка управления. Это раскрывает, что «ставка» (stoop) — высокоспециализированная охотничья техника. Оптимальная настройка математических законов управления в модели близко соответствовала измерениям управления у реальных соколов.

Команда теперь расширяет свою модель, чтобы изучить, почему разные виды хищных птиц (включая тетеревятника и перепелятника) имеют уникальные стратегии атаки и почему они часто специализируются на разных типах добычи. Также изучаются наилучшие тактики уклонения, которые может использовать добыча.

«Наши симуляции раскрывают, почему сапсаны эволюционировали, чтобы пикировать с больших высот и на скоростях быстрее, чем любое другое животное. В конечном счёте, мы стремимся понять "гонку вооружений" между воздушными хищниками и их добычей, которая привела к тому, что хищные птицы стали одними из самых быстрых и проворных животных на Земле», — говорит Робин Миллс.