Почему птицы на краю стаи остаются там: новое исследование раскрывает тайны мурмураций

Автор: Pixabay/CC0 Public Domain

Они кружат и изгибаются в плотных, вихревых формациях — мурмурации птиц, которые движутся как единое целое, десятилетиями завораживая наблюдателей и озадачивая учёных. Новое исследование предполагает, что одна из самых загадочных особенностей этих воздушных представлений — поведение птиц на краях стаи — может быть случайностью, а не преднамеренным действием.

Исследование, опубликованное в Journal of The Royal Society Interface, изучило поведение стай галок и показало, что чёткие границы мурмураций и то, как некоторые птицы задерживаются на краях, можно объяснить математическими правилами, регулирующими взаимодействие особей с соседями.

Учёные давно заметили две особенности поведения стайных птиц: те, что находятся на внешних краях, остаются там дольше, чем ожидалось, а границы стаи выглядят удивительно чёткими, будто специально поддерживаемыми. Ранее считалось, что такое поведение могло развиться как адаптивная черта — например, чтобы птицы на краю могли быстрее замечать хищников.

Однако новое исследование, использующее стохастические модели движения животных, показало, что эти паттерны возникают естественным образом, когда птицы следуют «топологическим правилам» — координируют своё движение с фиксированным числом ближайших соседей, независимо от расстояния.

«Удивительно, что эти высокоструктурированные, казалось бы, осмысленные формации могут быть результатом очень простых правил взаимодействия», — отметил Энди Рейнольдс из Rothamsted Research, проводивший анализ. «Резкость границ и устойчивость птиц на краю — не обязательно преднамеренные стратегии. Это просто следствие топологических взаимодействий».

Исследование дополняет растущее количество доказательств того, что сложное групповое поведение — от косяков рыб до роев насекомых — может возникать из удивительно простых правил. Это также ставит вопрос: насколько поведение животных формируется эволюцией, а насколько — физикой и геометрией.

Мурмурации, чаще всего наблюдаемые у скворцов, но встречающиеся и у других видов, таких как галки, давно привлекают внимание как учёных, так и художников. Хотя их точная функция до сих пор обсуждается, считается, что они защищают от хищников и помогают в поиске мест для ночёвки.

Новое исследование не исключает, что поведение на краю стаи может быть полезным, но предполагает, что оно не обязательно развилось для этой цели. Возможно, это просто удачное совпадение в алгоритмах природы.

Изучение роевого поведения важно для Rothamsted Research, так как помогает понять, как ведут себя вредители сельскохозяйственных культур. Математическое моделирование таких процессов может улучшить прогнозирование и контроль перемещений насекомых-вредителей.

Подробнее: A Reynolds et al, Topological interactions account for border dynamics of murmurations and transit flocks, Journal of The Royal Society Interface (2025). doi.org/10.1098/rsif.2025.0020