Исследование, проведенное Аароном Коркораном, докторантом, изучающим полет летучих мышей, птиц и экологией, и профессором биологии Тайсоном Хедриком из UNC-Chapel Hill, появилось в выпуске eLife от 4 июня. Национальный научный фонд профинансировал работу.
В ходе исследования исследователи сосредоточили свое внимание на четырех типах куликов, различающихся по размеру: чернозобых, короткоклювых дауитчеров, американских шилоклювых и мраморных чернозобых. Коркоран и Хедрик сняли и проанализировали почти 100 часов видеозаписи, чтобы лучше понять механику стай куликов. Они обнаружили, что птицы летают в новой определенной форме, которую команда назвала составной V-образной формацией, которая, по их мнению, обеспечивает аэродинамическое преимущество и защиту от хищников.
Это сложное образование представляет собой смесь двух наиболее распространенных образований хлопьев.
Один из них – это скопление, обычное для голубей, где большое количество птиц летают в движущемся трехмерном облаке без формальной структуры. Эта структура полезна для ухода от хищников. Второй – это простая V-образная форма, обычно используемая канадскими гусями, где меньшее количество птиц выстраивается в четко определенную двумерную V-образную форму.
«Летящая птица создает воздух, движущийся вниз, сразу за собой и воздух, движущийся вверх, слева и справа за пределами размаха крыльев», – сказал Хедрик. "Чтобы воспользоваться преимуществами этого восходящего воздуха, нужно правильно позиционировать себя, и птицы в формации с простой буквой V и со структурой с буквой V размещаются правильно для достижения аэродинамического преимущества."
Чтобы лучше понять формирование кластера V и его механику, Коркоран и Хедрик зарегистрировали 18 скоплений от 100 до 1000 птиц, пролетающих над птичьим заповедником и сельскохозяйственными полями во время миграционной остановки. Исследователи измерили положение отдельных птиц, скорость полета и даже частоту взмахов, используя трехмерные компьютерные реконструкции стад из видеозаписей.
«Мы думали, что найдем тенденцию в организации стада, связанную с тем, насколько большими или маленькими были разные птицы», – сказал Хедрик. «Вместо этого мы увидели, что, независимо от размера, все эти птицы летали в одной и той же формации – такая, которая могла бы позволить им получить аэродинамическое преимущество при полете большими группами, способствуя их миграции на большие расстояния."
Птицы часто летают стаями, от очень структурированных V-образных образований до рыхлых скоплений, для повышения эффективности полета, навигации или предотвращения хищников.
Однако, поскольку трудно измерить большие стаи движущихся птиц, лишь в немногих исследованиях было измерено, как птицы размещаются в больших стаях или как их положение влияет на их скорость полета и частоту взмахов.
Четыре типа птиц, изучаемые в этом проекте, живут в одинаковых условиях, но сильно различаются по размеру, летают с разной скоростью и эволюционно разделились на протяжении 50 миллионов лет. Птицы в основном собирались вместе со своими собственными видами, за исключением нескольких случаев, когда колдуньи и дауитеры слетались вместе смешанной стаей.
Исследование также показало, что каждая птица – независимо от размера, вида или даже вида своего соседа – чаще всего летела на один размах крыльев в сторону и от половины до полутора размах крыльев назад от птицы. перед ней. Эта структура стаи, которая отличается от структуры стай других птиц, таких как голуби и скворцы, была названа составной V-образной формацией, потому что птицы, летающие в простых V-образных формациях, следуют аналогичным правилам.