Kdy je hodně ptáků?

Fenomén šelestu byl zaznamenán nejen u ptáků, ale také u hejnových ryb, sarančat a možná i u některých dalších druhů, které jsou od sebe značně vzdálené. A vůbec, co to je?

Biologie Věda Ryby
Sergej Kutyavin
15. března 2023 ·
Biolog. Specializace: zoologie bezobratlých, STE, etologie. · 15. března 2023
Na toto téma existuje velmi dobrý článek A. Soldatova. Uvedu z ní úryvek.

„Murmuration“ v překladu z latiny (murmuratio) doslova znamená „mumlání“. Toto jméno se zrodilo ze zvuku, do kterého se za letu slévá šustění tisíců křídel. Šumění lze obvykle pozorovat asi hodinu před západem slunce na podzim, v zimě a brzy na jaře, kdy jsou ptáci blízko svých hnízdišť. Někdy trvají asi hodinu. Nejčastěji šelesty provádějí špačci.

Jednou ze záhad je, proč to ptáci dělají. Normální let totiž vyžaduje hodně energie a ptáci ji tráví mimořádně efektivně. Ale v případě mumraje se zdá, že to nemá žádný praktický význam. Ptáci se jednoduše rozptýlí a spojí se – jako taneční páry nebo dav na stadionu. Ale na rozdíl od fanoušků se tyto pohyby nenacvičují – vše se děje spontánně.

Hejno se rozpadne a znovu se spojí dohromady. Výsledné obrazce připomínají buď kapku, nebo osmičku a někdy i jednoho obřího ptáka. Zároveň – a to je další záhada – ptáci létají poměrně rychle (až 50 km/h), ale nesrazí se ani nesjedou z kurzu. Mumraje nemají vůdce a všechna hnutí jsou regulována jednotlivci.

Telepatie nebo disciplína?

Ve 1930. letech XNUMX. století navrhl slavný ornitolog Edmund Selous, aby ptáci, kteří tvoří mumraj, používali telepatie aby sdělili své záměry celému hejnu. „Musí myslet kolektivně, všichni ve stejnou dobu. je to jako simultánní záblesk v mnoha mozcích,“ napsal ve své knize Přenos myšlenek (nebo něco jiného?) v Birds.

Postupem času se však ukázalo, že to není tak úplně pravda. V padesátých letech minulého století vědci, kteří studovali kolektivní chování hmyzu, ryb a dalších zvířat, zjistili, že skupinově koordinovaný pohyb je pravděpodobnější. úžasně rychlá reakce na změny v jednání ostatních ve smečce.

„Příklad špaččího mumlání“

„Existují dva způsoby, jak je chování velké skupiny kontrolováno,“ vysvětluje Mario Pesendorfer, výzkumník ze Smithsonian Migratory Bird Center (USA). — Existuje vliv shora dolů, kdy vůdce udává pohyb celý tým. Jako během koncertu, kdy člověk na pódiu začne tleskat a dav se přidá. Mumraje fungují na principu zdola nahoru: jednotliví ptáci ovlivňují své sousedy a pohyb se přenáší na celé hejno“.

Je ale zřejmé, že v hejnu 1 jedinců je jeden pták nedokáže sledovat všechny. Jak je tohoto stupně koordinace dosaženo? V roce 200 italští fyzici studovali více než 2013 fotografií z několika videí, určujících polohu a rychlost ptáků v hejnu. Na základě toho vypočítali optimální počet sousedů, které každý pták sleduje. Ukázalo se, že jich je sedm. Změny v jedné skupině se zase rychle přenášejí na ostatní a celé hejno se začíná obnovovat.

Milion kolem a tři v mysli

Aby zjistili, co se děje uvnitř mumrajů, někteří výzkumníci je natáčejí několika kamerami současně. Pomocí počítačových programů pak sledují pohyby jednotlivých špačků a vytvářejí 3D modely hejna.

Ukazuje se, že ptáci v hejnu nejsou seskupeni tak pevně, jak by se mohlo zdát ze země – je zde prostor pro manévrování. Nejsou také umístěny náhodně. Například létají blíže ke svým postranním sousedům než k těm vepředu a vzadu. Ptáci, kteří se nacházejí na okraji, se často „ponoří“ hluboko do hejna.

Postupně vědci zjistili, že jedinec se při pohybu zaměřuje na tři zóny:

„zóna přitažlivosti“ – oblast až po nejbližšího ptáka vpředu;
„odpudivá zóna“ – oblast, kde je možná kolize se sousedy létajícími ve vlastních „pruzích“;
“angular alignment zone” – skupina sedmi sousedních ptáků, kteří slouží jako vodítko pro směr letu.

Tajemstvím toho, jak hejno dosahuje takové plynulosti pohybu, je vysoké časové rozlišení ptačího oka. Světlocitlivé buňky v sítnici potřebují čas, aby se vzrušily a reagovaly na světelný podnět. Kvůli tomu náš mozek dokáže zpracovat jen omezené množství podnětů za jednotku času. Toto je rozlišení. U ptáků je mnohem vyšší než u lidí.

Proto je například tak těžké chytit ptáka: koutkem oka vidí mnohem více pohybu než my a reaguje mnohem rychleji. Zajímavé je, že tento model nefunguje jen pro ptáky. Další hodnoty parametrů zahrnuté v modelu mohou poskytnout výsledky podobné pohybu hejn ryb nebo roje včel. Mohou k tomu však mít i jiné důvody.

Nejlepší obrana je ve smečce

Proč v zásadě dochází k mumrajům? Ptáci totiž takto necvičí jen proto, aby potěšili nás a naše sledující na sociálních sítích. Ale také se nemůžete dostat do jejich hlav a vyzpovídat je. Zde přichází na pomoc amatérská věda. V letech 2014 až 2016 shromáždili vědci z Royal Society of Biology bezprecedentní množství dat od amatérských pozorovatelů ptactva z celého světa. Dobrovolníci předložili zprávy z 23 zemí, které pokrývaly více než 3 tisíce reptání. Na jejich základě odborníci sestavili kompletní popis podmínek, za kterých k takovému chování dochází.

Vědci došli k závěru, že v první řadě šelesty provádějí funkce proti predátorům. Ptáci se shromažďují, aby hledali potravu nebo odpočívali před migrací. Obrovská agregace přirozeně přitahují predátory, jako jsou jestřábi. Stejně jako mnoho hejnových tvorů se ptáci při své obraně spoléhají na početní převahu. Tomu se říká „efekt ředění“: v hejnu je pravděpodobnost, že se jednotlivec stane kořistí, značně snížena.

Když se špačci střetnou s potenciálním predátorem, sklopí křídla ve tvaru V a náhle změní směr, podobně jako se hejno malých ryb otočí na stranu, když se setká se žralokem nebo jinou velkou rybou. Tím pádem hejno zůstává neporušené, ale zároveň nedovolí predátorovi fixovat se na žádný konkrétní cíl. Čím větší skupina, tím rychleji reaguje na přiblížení dravce.

Od špačků po roboty

V roce 1986 Craig Reynolds, počítačový vědec z Massachusettského technologického institutu, vytvořil program, který pomocí principu mumlání vypočítal pohyb hejna ptáků a ryb. Tento program posloužil jako základ pro realistickou animaci – například ve filmu Tima Burtona Batman se vrací z roku 1992 bylo takto vytvořeno hejno netopýrů.

Zajímavější příklady se týkají koordinované práce robotů a další automatizace. Schopnost špačků uniknout nepříteli je ve vojenských operacích velmi žádaná. Například technologie LOCUST, vyvinutá pro americké námořnictvo, je roj dronů, které mohou blokovat nepřátelskou komunikaci a vyčerpávat zdroje protivzdušné obrany odkloněním nepřátelské palby.

Drony sice přímo nenapodobují chování špačků při mumraji, ale spoléhají na jiné mechanismy rojového chování. Cíl je ale stejný – chránit před hrozbou přesností a výměnou informací. Stávající systémy protivzdušné obrany nejsou schopny odolat skupinám několika stovek dronů. Díky tomu mohou drony prorazit k cíli a přenést o něm informace operátorovi.

Další oblastí je interakce bezpilotních vozidel na silnicích. Studium mechaniky chování při rojení ptáků by mohlo umožnit automobilům navigovat provoz efektivněji, šetřit palivo a čas a předcházet nehodám. Například inženýr Santosh Devasia z Boeing Advanced Research Center navrhl model chování sítě, ve kterém každý účastník využívá aktuální a minulé informace od svých sousedů k odvození společného cíle a upravuje své vlastní chování – stejně jako ptáci.

Tento model by podle Devasia mohl mít mnoho aplikací – od obsluhy robotických vysokozdvižných vozíků v průmyslových skladech až po poštovní drony a satelity používané při snímání.

Anton Soldatov

Pamatujte, že lidé jsou také k dispozici podobný synchronizace pohybu. Takže během několika sekund dav tisíců lidí na stadionu synchronizuje tleskání. Nikdo zvenčí tento proces neřídí. Ale brzy začnou všichni tleskat ve stejném rytmu.
To znamená, že mumraje jsou jeden z mechanismů adaptivního školního chování.

Ochranná povaha šelestu není jen spekulativní hypotéza. Mnoho pozorovatelů poznamenává, že toto chování spouští výskyt dravého ptáka. Z práce ornitologů také vyplývá, že minimálně třetina aktů šelestu je spojena s reakcí na jestřába, sokola nebo kaňa. Podobnou metodu úniku před predátory úspěšně používá mnoho ryb, které se shromažďují v hejnech.
SERGEJ KOLENOV • ORNITOLOGIE

Jak často myslíme na ptáky, kteří se nějakým způsobem vyskytují kolem nás? Náš vztah k ptákům a k nim samotným ale není tak jednoduchý, jak by se na první pohled mohlo zdát. O tom se vedl rozhovor s Alexejem Tichonovem, kandidátem biologických věd, úřadujícím vedoucím katedry zoologie Akademie biologie a biotechnologie pojmenované po Jižní federální univerzitě D. I. Ivanovského.

Město a ptáci

– Začneme otázkou obyvatele města – kam zmizeli vrabci? Bývali tak odlišní: jen se vznášeli kolem nohou důležitých holubů. No, nezastřelili je jako kdysi v Číně?
– Samozřejmě že ne. Ve skutečnosti jsou ptáci extrémně pohyblivá zvířata. Něco se jim nelíbilo, otevřeli křídla a odletěli. Nikam neodešli, vidíme jich hejna, jen se přesouvají v závislosti na dostupnosti potravy a některých dalších faktorech na různá místa ve městě, a proto se čas od času zdá, že zmizeli.
„Zdá se, že ptáci dobře znají stav svého prostředí. Když jsem viděl kachny plavat v Temerniku, pomyslel jsem si: buď to jsou nějaké zvláštní kachny, nebo se Temernik úplně vyčistil.
“Jsou tam také lysky – celé černé s bílou skvrnou na hlavě.” A v Temerniku mají řas dost. A pokud tam jsou, tak je pro ně stávající čistota vody přijatelná.
– Znamená to, že se tato řeka začíná vracet k normálu?
– Ne, je plná E. coli, ale ptáci jsou vůči nim odolní. Na jiných místech nežijí v nejčistších vodních plochách. Řasy, to znamená, že existuje jídlo – a dobře.

Ptáci a “cizinci”

– A co ptáci? Uvítali jste výskyt větrných elektráren ve stepi?
— Toto téma je složité, hodně se o něm diskutuje. Existují studie, které ukazují, že ptáci díky svému vnímání prostředí často rotující lopatky nevidí a narážejí na ně. Ale obecně ptáci narážejí do mnoha vertikálních struktur. Svého času bylo zaznamenáno, že ptáci naráželi na majáky.
– Opravdu je nevidí?
— Existují různé možnosti: někteří ptáci létají v noci, aby unikli predátorům, ale nemají noční vidění. Opravdu vidět ptáky ve tmě – jeden, dva a mimo počet. Jsou vedeni hvězdami, takže mohou držet obecný směr. Evolučně do nich nezahrnuli výskyt větrných mlýnů ve stepi ani výskyt majáků na mořském pobřeží. Postavili jsme je – a poměrně nedávno, vzhledem k tomu, že ptáci sami se objevili před 200–300 miliony let.
– A co postoj ptáků k jiným tělům, která jsou jim cizí? Byl jsem svědkem vypuštění dronu Málem jsem dostal hejno holubů infarkt!
“Není jim to jasné: je to něco bzučícího a není jasné, zda je to nebezpečné nebo ne.” Ptáci sami dokážou jasně rozlišit siluety svých příbuzných a kvadrokoptéry se jim vůbec nepodobají. Kvůli tomu existuje nedůvěra a touha vyhnout se kontaktu. A draví ptáci loví drony. Internet je plný obrázků a videí s názvem „Eagle Takes A Drone Away“. Když jsem zvedl drona, aby se podíval do hnízda orla káně lesní, samice se k němu velmi zřetelně začala přibližovat. Pokud jde o kolonie racků, které musíme vzít v úvahu, osobně tam nebudu riskovat dron: sestřelí ho v první minutě.
— Když projíždíte jižními oblastmi kraje, můžete vidět obrovská hejna vran. Odkud se vzali a co je tam drží: zase jídlo?
“Ve městě můžete vidět obrovské hejno těchto ptáků – v zoo.” Jen to nejsou vrány, ale havrani. Létají na nejbližší skládku, aby se nakrmili a vrátili, a nedá se s tím nic dělat. Jejich přítomnost, upřímně řečeno, není prospěšná kvůli velkému množství guana a neustále přibývajících ptačích mrtvol.

Nekrmte holuby

— Je ve městě obecně mnoho ptáků?
— V univerzitním studijním centru chlapi vyrábějí krmítka pro ptáky a studují ptáky, kteří se sem chodí krmit. Dětské výtvarné centrum neustále pořádá soutěže ve výrobě krmítek a ptačích budek. V parcích můžete často vidět krmítka vyrobená z nádob na mléko.
– Takže jste pro krmení ptáků?
– To je další obtížná a kluzká otázka – a tady je proč. Na jedné straně je moderní člověk člověkem morálky. Pokud vidíme, že se zvíře necítí dobře, snažíme se jeho utrpení zmírnit. Na druhou stranu v mnoha evropských městech je krmení ptáků zakázáno.
– Proč ne?
— Aby nezvyšoval jejich počet, nelákal je. Nikoho by nenapadlo krmit krysy, ale příznivci krmí holuby, zvířata, která jsou stejně jako krysy schopna šířit velké množství nemocí. Ornitóza je ale nepříjemná věc. Scéna, která mě vždy naštve: malé dítě, které je v hejnu holubů, rozhazuje kolem sebe drobky, létají kolem něj a jeho matka se dívá a usmívá se na tento roztomilý obrázek.
– A co se děje v tuto chvíli?
– Je lepší mluvit o tom, co bude dál. A pak – zdravotní problémy. A co říkají matky: je to všechno kvůli vakcíně. Ve skutečnosti se dítě nakazilo psitakózou, zdánlivě nepříliš nebezpečnou, ale extrémně nepříjemnou nemocí, která může vést k chronickým onemocněním. Ptáci přenášejí i hemoragickou horečku, která se u nás vyskytuje ve dvou typech – západonilská a konžsko-krymská horečka, což jsou také extrémně nepříjemná onemocnění. To znamená, že ptáci jsou přirozenou ohniskovou enklávou ve městě. Pro regulační organizace jsou ptáci neustálou bolestí hlavy.

ОRnitóza je onemocnění s převážně aerosolovým přenosovým mechanismem patogena, charakterizované horečkou, intoxikací, poškozením plic, nervového systému, jater a sleziny.

– Ale existují odpuzovače ptáků?
– Ano, a lze to pozorovat v samém centru města – na Centrálním trhu. Když holuby od pomníku nevyplašil křik jiných ptáků, stál zakrytý guánem. Mimochodem, pro takové odpuzovače existuje mnoho možností.
-Kdo je ještě používá?
— Především letiště, řádně fungující společnosti zabývající se skládkováním. Provedl jsem průzkum závodu na zpracování odpadu, který se měl stavět v Liventsovce. Hlavní stížnosti tam nebyly ani od místních obyvatel, ale od armády. Nedaleko je vojenské letiště a územím závodu vede cesta, po které přistávají a vzlétají letadla. A „odpadková“ rostlina může přitahovat ptáky. A kdo odpoví, když pták vletí do motoru letadla? Polovina projektu byla tedy věnována tomu, jak budou ptáci izolováni, jaké odstrašující prostředky budou použity. Ale ani taková opatření nezaručují 100% výsledky.
– Ale stejně – proč?
-Pták je chytré zvíře. Chcete-li létat, musíte být chytrý. Když se říká, že pštros má menší mozek než oči, ve skutečnosti to neznamená, že je tak špatný, ale že má výborný zrak. Vzhledem k tomu, že ptáci jsou chytří, ochranná opatření pravidelně přestávají být účinná. I u holubů musíte střídat volání, která je plaší. A chytřejší ptáci rychle přijdou na dalšího plašiče, zvláště pokud je pro ně území atraktivní.

Bezprostřední příbuzní.

– Takže ptáci jsou nám blíž než ostatní savci?
“Máme spřízněné smyslové orgány s ptáky.” Pokud se podíváme na kočku, vidíme ji úplně jinak, než kočka vidí nás. Jejím hlavním smyslovým orgánem je čich, kterým prochází až 70 % informací, řekněme červené a žluté tóny. A pták je technicky vzato teplokrevný létající dinosaurus. Když letíte 200 m nad zemí, není nic cítit, takže ptáci potřebovali rozvíjet svůj zrak. Kvetoucí rostliny v průběhu evoluce dospěly k závěru, že potřebují mít jasné plody, aby přilákaly ty, kteří budou šířit jejich semena, tedy ptáky. I primáti chtějí stejně chutné jablko, ale už ho necítí – to znamená, že ho potřebují vidět z dálky. Tak se u nich začíná rozvíjet schopnost rozlišovat stejné barvy, jaké vidí ptáci. V důsledku toho jsme se ve vývoji zraku shodovali s ptáky a v důsledku toho vidíme ptáka tak, jak vidí sám sebe. Shodovali jsme se s ptáky a vyvinuli jsme sluch, a proto slyšíme ptáka tak, jak slyší sám sebe.
— Co tedy můžeme obyvatelům města poradit kromě toho, že by neměli krmit holuby?
— Za prvé, nekontaktujte nemocné ptáky.
– Jak je rozeznáte od zdravých?
— Když je ptáček zdravý, jeho peří se leskne: vždyť péči o ně věnuje nejvíce času. Samozřejmě chcete toho nemocného ptáka litovat, ale tady je rada stále tvrdá: obejděte to. Má smysl projevit soucit, když se prudce ochladí s hustým sněžením. Pokud se jedná o obyčejné nachlazení, ptáci přežijí, protože mají vysokou tělesnou teplotu a hustou pokrývku peří. A když je všechno zasněžené. Ptáci totiž najdou potravu zrakem a sníh potravu zakryje. V chladném počasí musíte hodně jíst, abyste si udrželi tělesnou teplotu. V takové situaci má smysl zvířata krmit, aby tuto potravu opět nezasypal sníh.