100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Почему одни птицы летают стаями, а другие поодиночке? Описание, фото и видео

Почему птицы летают стаями?

Стая птиц, летящая в голубом небе… Каждому знакома такая картина. Посмотрите, вот летят журавли. Их стаи всегда летят правильным строем: клином, углом, или, как говорят в народе, «ключом».

Почему птицы летают стаями? Для начала разберёмся с понятием «стая».

Стая – это группа животных, держащихся вместе.

Долгое время считалось, что в стае, при определённом строе полёта, птицам будто бы легче рассекать воздух. Оказывается, это вовсе не так. Наиболее правильное объяснение этому явлению дал видный орнитолог С.А.Бутурлин.

Он пояснил, что в косяке птиц всегда есть особи более сильные и менее сильные, соответственно с более сильным или слабым полётом. Чтобы стая не слишком растягивалась при дальнем полёте и не теряла отставших, она должна двигаться со средней постоянной скоростью, наиболее выгодной для большинства птиц. Для этого нужно соблюдать определённый постоянный такт полёта, что возможно, если забота о поддержании такта лежит на одном члене стаи. Остальные птицы лишь подражают ему.

А подражание возможно в том случае, если каждая птица видит передовую, ведущую. В беспорядочной куче этого очень трудно добиться, а при правильном строе, особенно при строе углом или косым рядом, вожак находится на виду у всей стаи. Такие формы строя чаще всего и встречаются.

Передовые птицы время от времени меняются местами с летящими позади. И не потому, что они устают от труда по разрезанию воздуха – этот труд одинаков для всех членов стаи, — а потому, что они утомляются от затрат нервно-психической энергии на поддержание однообразного такта движения и поддержание верного направления полёта.

То, что строй птиц не связан с рассеканием воздуха и облегчением полёта, доказывает само разнообразие форм строя полёта у различных птиц. Так, гуси и журавли летят клином. Многие кулики, например, чибисы и золотые песочники, летят шеренгой, поперечным рядом. Так же летят и цапли-каравайки. Утки-нырки летят пологими дугами, а бакланы «цугом» — продольной линией, друг за другом.

Что касается мелких птичек, то некоторые из них летят скопом, беспорядочной кучей, как заряд дроби, выпущенный из ружья. И не поймёшь, кто у них первый, кто последний, так быстро меняются они местами, обгоняя друг друга. Никакой заботы нет у них о порядке и строе. Потому-то многие из них отстают и теряются в пути.

Из рассказов И.Ф.Заянчковского

«Две стаи»
Автор: Александр Дольский

Как клином журавли летят — взгляни,
Уже тогда их тучи провожали.
В тот дальний трудный путь, когда они
От прежней жизни к новой отлетали.

Читайте так же:
Почему укачивает в машине? Причины, что делать, фото и видео

Они летят со скоростью одной
И журавли и тучи, в те же дали.
Журавль и туча делят меж собой
Просторы неба, рядом пролетая.

И продолжают свой полет двойной
Друг друга ни на миг не покидая.
И только ветер чувствуют сквозной
И лишь парят и тают эти стаи…

Эта запись защищена паролем. Введите пароль, чтобы посмотреть комментарии.

masterok

luxfon.com_32501.jpg

Кто же не видел стаи птиц. А помните, как они синхронно меняют направление в полете? Разве это не удивительно? Как они это делают?

Стаи скворцов – одно из удивительных явлений природы. Сотни, если не тысячи, птиц одновременно взмахивают крыльями, демонстрируя чудеса пилотажа. Движения каждой особи выглядят случайными, но птицы никогда не сталкиваются друг с другом, будто управляемые невидимым дирижёром. Стая скворцов – яркий пример способности птиц к синхронному полёту. Биологов не перестаёт мучать вопрос: как птицы в полёте умудряются избегать столкновений.

Вот как это выглядит на видео .

Профессор Квинслендского университета Мандьям Шринивасан полагает, что птицы сумели выработать стратегию безаварийного полёта под воздействием длительной эволюции. Механика птичьего полёта давно интересовала Шринивасана, и он решил провести серию экспериментов с волнистыми попугайчиками, чтобы смоделировать их траекторию. Он отметил, что птицы были склонны всегда огибать препятствие справа, что способствовало плавному движению. В течение 120 наблюдений не произошло ни одного столкновения.

Испытательный туннель. Синими и красными пунктирными линиями показаны поля зрения камер наблюдения

Профессор Мандиам Сринивазан (Mandyam Srinivasan) из Университета Квинсленда (Австралия) поставил задачу изучить, какие именно стратегии применяют птицы для избежания столкновения на встречных курсах. Для этого с двух сторон туннеля длиной 21,6 метра выпускались пары птиц навстречу другу. Представляющие интерес потенциальные действия птиц принимались за гипотезы в байесовской сети для вычисления их вероятности. Предсказанные вероятности сравнивалась с наблюдаемыми фактами. Таким образом исследователи делали выводы о стратегиях ухода от столкновений, которые действуют у птиц.

Перед началом испытаний 10 волнистых попугайчиков (Melopsittacus undulatus) мужского пола были обучены пролетать туннель от начала до конца в одиночку.

За 4 дня было записано 102 экспериментальных полётов 7 пар, составленных из 10 волнистых попугайчиков. Не было зафиксировано ни одного столкновения. Затем провели анализ видеозаписей с фиксацией, каким образом птицы смещались в стороны или по высоте при приближении друг к другу.

Результаты оказались довольно неожиданными. Как видно из таблицы, птицы показали склонность почти всегда смещаться вправо, хотя вероятность такого смещения сильно варьируется от особи к особи.

Это очень любопытный вывод. Проведённые ранее исследования на пчёлах показали, что пчёлы склонны смещаться влево при сближении друг с другом. Так или иначе, но склонность смещаться в какую-то определённую сторону является важным знанием. Очевидно, это знание должно быть одинаковым у всех особей в популяции. Если птицы будут при сближении смещаться в случайную сторону, то при выборе влево/вправо вероятность столкновения составит 50%.

Читайте так же:
Мегалиты России — наследие древней цивилизации

Попугайчики в туннеле летали на разной высоте. Учёные обнаружили, что некоторые конкретные особи явно предпочитают лететь ниже/выше другой конкретной особи, что не укладывается нормальное распределение.


Предпочтение конкретной особи лететь выше или ниже другой особи

Несмотря на отдельные случаи изменения высоты полёта, в целом птицы при сближении не меняют высоту, а смещаются в горизонтальной плоскости. Чаще всего — вправо. Учёные делают вывод о наличии у волнистых попугайчиков своеобразных правил движения, зашитых на «аппаратном уровне». Вероятно, это может быть связано с разницей в левом и правом полушариях головного мозга. Так, у попугайчиков правое полушарие и левый глаз отвечают за тактические задачи, такие как обнаружение вероятного столкновения в полёте. В свою очередь, левое полушарие и правый глаз занимаются другими вещами, такими как обслуживание полёта и контроль скорости. Кстати, это одно из эволюционных преимуществ животных с разными функциями левого и правого полушарий (подробнее см. научную работу «Выживание с асимметричным мозгом: преимущества и недостатки церебральной латерализации»).

Таким образом, исследование подтвердило, что наличие самых простых общих правил позволит животным или машинам избежать столкновения.

Во-первых, нужно договориться смещаться в одну сторону. Неважно — влево или вправо, но все должны смещаться в одну сторону.

Во-вторых, выработать алгоритм изменения высоты. Один из участников движения должен смещаться вверх, а другой — вниз. Правила изменения высоты можно реализовать разными способами. Например, присвоить иерархический порядковый номер каждому отдельному самолёту. При встрече самолёт с более высоким номером в иерархии всегда смещается вверх, а с более низким — вниз. Универсальную иерархию непросто внедрить, да и она требует обмена информацией между судами перед сближением. Другой вариант — установить каждому самолёту правило случайного смещения вверх или вниз. В этом случае риск столкновения уменьшится со 100% до 50%.

Учёным пока не удалось понять, каким образом птицы выбирают направление смещения по высоте. Возможно, у них тоже действует некая иерархия.

Но действительно ли секрет синхронного полёта настолько прост?

Ширинвасан с коллегами использовали видеокамеры с возможностью высокоскоростной записи для фиксации полёта 10 попугайчиков с противоположных концов туннеля. Они обнаружили, что для избежания столкновений птицы использовали двоякую технику. Во-первых, встречая в воздухе другую птицу, они отклоняются вправо. Во-вторых, они выбирают, лететь им выше или ниже встречной птицы. Пока остаётся неясным, что влияет на выбор высоты. Профессор предполагает, что, возможно, к этому имеет отношение иерархия птиц в стае, и планирует продолжать исследования.

Читайте так же:
Жан Поль Сартр — 12 лучших цитат

Хотя работы профессора Ширинвасана позволяют по-новому взглянуть на полёт попугайчиков, они не объясняют механику полёта всех птиц. В стае попугайчиков иная социальная структура, чем, скажем, у скворцов или альбатросов, так что сложно на одном примере делать выводы о синхронном полёте всего спектра пернатых. Также встаёт вопрос о том, были ли попугайчики домашними или дикими, и какое влияние прирученность животных оказывает на их полёт.

В результате других исследований, посвящённых птичьим стаям, были сделаны не менее важные выводы. Например, итальянский физик Андреа Кавагна обнаружил у скворцов развитую систему взаимооповещения. В доли секунды одна особь может передать другим сигнал, направляющий всю стаю прочь от хищника или в обход препятствия. А Дэвид Уильямс из Университета Вашингтона обнаружил, что голуби перемещаются в тесноте, используя различные позиции крыльев. Манипулируя аэродинамикой своего тела, голуби оказываются способны летать с невероятно высокой скоростью в сложном окружении, например, в городской среде.

Наконец разгадан секрет, почему птицы летают клином

Многие годы люди ломали голову над тем, почему птицы выстраиваются именно таким образом. Это поистине удивительно, ведь природой придуман идеальный способ, который позволяет птицам преодолевать огромнейшие расстояния, при этом не сбиваясь с курса.

В ходе исследования выяснилось, что каждая птица, взмахивая крыльями, обеспечивает подъем для птицы, находящейся непосредственно за ней. Таким образом, благодаря форме клина вся стая увеличивает скорость полета по меньшей мере на 71% по сравнению со скоростью, которую может развить каждая птица в отдельности. Это значительно уменьшает нагрузку для птиц, поэтому они могут совершать перелёты на огромные расстояния.

Порядок построения клином обеспечивает экономию сил и оптимальное командное взаимодействие. Во главе клина — лидер, самый сильный и выносливый. Мах его крыльев создает мощные воздушные потоки, обеспечивая дополнительные воздушные потоки летящим сзади. Второе звено облегчает работу третьему и так далее по списку.

Стоит одному гусю выпасть из общей стаи и попытаться лететь в одиночку, как он сразу же чувствует тяжесть и сопротивление. Поэтому он возвращается в стаю, чтобы воспользоваться подъемной силой, создаваемой птицами, которые летят впереди.

Самые старые и слабые птицы всегда летят в конце клина – там сопротивление воздуху минимально. Пернатые, летящие сзади, буквально парят на воздушных волнах, которые создали впереди летящие.

Поразительно и то, что летящие клином птицы способны развивать скорость 80 км/ч, и поддерживать её всё время перелёта. Некоторые учёные считают, что птицы летят именно клином (чуть в стороне от той, что впереди), чтобы видеть каждого в стае, и главное, видеть лидера. Лидером, как правило, всегда становится старая, но ещё сильная птица, которая совершала перелёт уже не раз, и которая точно знает путь. Таких птиц в клине должно быть несколько, и все они летят во главе. Как только лидер устаёт, он отступает, летит в конец клина на отдых, и место вожака занимает другой. Так они чередуются на протяжении всего пути.

Читайте так же:
Почему бриллиант один из самых дорогих драгоценных камней?

Интересно, что тот крик, который мы слышим от пролетающего в небе клина, издают только летящие позади птицы. Таким образом, они поддерживают летящих впереди птиц, и стимулируют их не сбавлять скорость.

Ещё один удивительный факт о перелётных птицах. Если по каким-то причинам одна птица из стаи не может продолжать путь, то две другие покидают клин вместе с ней. Они оказывают ослабленной птице помощь и находятся возле неё до тех пор, пока она не выздоровеет, или не умрёт. После они продолжают путь, дождавшись другого клина.

Это поучительное наблюдение ученых многому может научить людей. И да, получается, что мигрирующие пернатые занимались тимбилдингом задолго до нас. Разве природа не идеальна?

Почему птицы летают клином? ▏ фото + видео

Осень… Стаи птиц Тютчева уже давно улетели за синее море. И уже скоро-скоро наступит зима… А вы когда-нибудь задумывались, почему птицы летают именно клином? Вожак впереди, остальные позади?

Пилоты тратят долгие годы, чтобы научиться летать клинообразной эскадрильей, а птицы наделены этой способностью с рождения. Однако до сих пор оставалось загадкой, почему птицы предпочитают летать именно клином.

Сегодня на этот счет существует две конкурирующих теории.

Есть две гипотезы, касающиеся выбора пернатыми именно этого воздушного построения. Первая — поведенческая: птицы просто следуют за лидером, за тем, кто летит перед ними, и из-за этого автоматически получается клин. Вторая гипотеза затрагивает вопросы аэродинамики: им так проще лететь. Дело в том, что на конце крыльев каждой птицы образуется воздушный вихрь, а это обеспечивает собрату, летящему на полкорпуса позади, дополнительную подъемную силу. Таким образом, сопротивление воздуха снижается для всей стаи, за исключением вожака. Кроме того, птицы получают возможность чаще парить, чем тоже экономят энергию.

Это может показаться странным, но учёные долгое время не могли выбрать из этих двух объяснений верное. Если говорить, например, о самолётах, то в эскадрилье построение клином действительно экономит топливо. Но птицы не самолёты: воздушные потоки, которые создаёт самолёт, стабильны, а воздушные вихри от летящей птицы гораздо более непредсказуемы и непостоянны, ибо те же самолёты крыльями не машут.

Ответить на вопрос, почему птицы выбирают V-образную формацию стаи, попытались ученые Валмир Барбоса и Андре Натан из Федерального университета Рио-де-Жанейро в Бразилии. Они построили компьютерные модели стай из 15-35 птиц, приняв в расчет обе теории. Результат эксперимента показал, что верны оба предположения. Полет клином позволяет птицам расположиться относительно соседа таким образом, чтобы иметь максимальный обзор. А затем пернатые путешественники регулируют свое положение, чтобы попасть в восходящую часть воздушного вихря, образуемого крыльями впереди летящей птицы. Барбоса и Натан отмечают, что стая принимала V-образную форму независимо от того, как изначально были выстроены птицы. Забавно, что в ходе эксперимента компьютерные пернатые даже создавали стаи более сложной формы, в частности, летали W-образным строем.

Читайте так же:
Интересные факты о кошках, фото и видео

Еще одно исследование провела Международная команда зоологов под руководством Джеймса Ашервуда (James Usherwood) из Королевского ветеринарного колледжа Лондонского университета (Великобритания) увешала 14 молодых лесных ибисов GPS-датчиками, которые фиксировали положение птицы с точностью до 30 см, и акселерометрами, регистрировавшими движения крыльев. Молодым ибисам, выращенным в неволе, предстояло вернуться в естественную среду обитания, проделав путь из Австрии в Италию под руководством «родителей» — людей на параплане. Вот исследователи и решили воспользоваться счастливой возможностью понаблюдать за птичьим клином, так сказать, вплотную.

Аэродинамическая гипотеза в итоге полностью подтвердилась: как пишут авторы работы в журнале Nature, ибисы старались лететь сзади и слегка сбоку впереди летящего товарища, чтобы поймать крылом поднимающиеся вверх вихревые потоки, которые тот оставлял позади себя. Если же ведомый оказывался строго позади ведущего, то характер взмахов менялся так, чтобы минимизировать влияние нисходящих потоков от тела того, кто летел впереди.

В общем, построение при полёте определяется тем, что птицам нужно поймать восходящие потоки от лидера и избежать нисходящих, которые тоже тянутся за тем, кто движется впереди. Кроме того, птицы специально синхронизируют друг с другом движения крыльев — опять же для лучшей настройки на воздушные потоки. В итоге получается, что в полёте они тянут друг друга за собой. Тут должен быть выигрыш в энергии, но таких замеров авторы работы не проводили, ссылаясь на то, что это сильно повредило бы ибисам, которые и так находятся на грани исчезновения.

Авторы подчёркивают, что эти соображения играют роль только для крупных птиц вроде ибисов, аистов, пеликанов, гусей и т. п. Мелким пернатым в силу меньшего размера тела и крыльев приходится иметь дело с иной аэродинамикой, и они уже не могут вот так просто выбрать строй и ритм взмахов крыльями, чтобы ловить одни потоки и избегать других.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию