Важливі новини щодня — додайте «Експерт» в улюблені джерела Google

Десятки птахів можуть починати співати майже одночасно без жодного складного механізму синхронізації. Математична модель показала, що ранковий хор здатні запустити лише два чинники — світло та спів сусідів.

Про це повідомляє Phys.org із посиланням на дослідження математика Александера Кая з Університету Ворика.

Світанковий хор може здаватися дивовижно злагодженим. Ще хвилину тому навколо панує тиша, а невдовзі одночасно співають уже десятки птахів.

Кай вирішив з’ясувати, чи потрібен для такої синхронізації складний механізм. Виявилося, що різкий перехід від тиші до масового співу можна пояснити простими рішеннями окремих птахів.

Ідея дослідження виникла після того, як математик переїхав у сільську місцевість і почав регулярно прокидатися від ранкового пташиного співу.

Його зацікавило, чи можна описати це явище за допомогою теорії катастроф — розділу математики, який досліджує раптові зміни стану системи під впливом чинника, що змінюється поступово.

Як один птах запускає інших

У математичній моделі кожен птах міг перебувати лише у двох станах — мовчати або співати. Водночас кожна особина мала власний поріг, після досягнення якого починала спів.

На цей поріг впливали два сигнали: рівень освітлення навколо та спів інших птахів поблизу.

Оскільки чутливість окремих птахів відрізняється, вони не повинні починати співати в одну секунду. Однак зі сходом сонця освітлення поступово посилюється, і найчутливіші особини подають голос першими.

Їхній спів стає додатковим сигналом для сусідів. Ті також починають співати й запускають наступних птахів.

Якщо вплив сусідів достатньо сильний, виникає своєрідна ланцюгова реакція. Саме тому поступове збільшення кількості світла може завершитися різким переходом від ранкової тиші до цілого хору.

Тисячі віртуальних птахів повторили ранковий хор

Математичні розрахунки Кай перевірив за допомогою комп’ютерного моделювання з тисячами віртуальних птахів.

Система самостійно відтворила характерний різкий початок світанкового хору. Досліднику не довелося заздалегідь закладати в модель правило, яке змушувало б усіх птахів співати разом.

Модель також показала, що спів може поширюватися місцевістю як хвиля. Якщо в одній частині території птахи досягають потрібного порога раніше, їхня активність поступово запускає спів на сусідніх ділянках.

Водночас автор не стверджує, що математична модель повністю пояснює поведінку справжніх птахів. У природі на світанковий спів впливають вид птахів, сезон, погода, територіальна поведінка, чутливість до світла та інші чинники.

Однак дослідження показує, що для появи напрочуд синхронного ранкового хору складний спільний механізм може бути взагалі не потрібний. Достатньо світла, перших співаків і реакції їхніх сусідів.