Вы знаете об оригинальном проявлении коллективного разума у императорских пингвинов? Координируя свои действия, эти птицы умудряются выводить потомство при 50-градусном морозе на открытых пространствах, продуваемых сильнейшими ветрами Антарктики.
Императорские пингвины – единственные обитатели Антарктики, которые выводят потомство в самое холодное время года, когда температура не поднимается выше –50 С, а скорость ветра достигает 200 км/ч. Чтобы выжить в таких леденящих кровь условиях, да еще накопить достаточное количество тепла для высиживания яиц, пингвины сбиваются в плотную толпу. Тысячи птиц прижимаются друг к другу, образуя единый организм, способный противостоять смертельной стуже. У этого организма, как выяснилось, есть своя внутренняя коллективная жизнь. Когда один из пингвинов делает небольшой шажок, остальные птицы тут же сдвигаются со своих мест, чтобы закрыть образовавшуюся пустоту и удержать тепло внутри стаи. Таким образом вся группа находится в постоянном движении. Удивителен тот факт, что самцам при этом приходится выполнять не свойственную им функцию – усаживаться на яйца, высвобождающиеся из-под соседа или соседки при их перемещении.
В недавних исследованиях было показано, что пингвины, стоящие вплотную в таких скоплениях, делают небольшие шажки примерно раз в 30-60 секунд, перемещаясь при этом на 5-10 см. Однако было не совсем понятно, как перемещения отдельных особей согласуются между собой, не нарушая целостности и неразрывности всей стаи. Команда биологов и физиков из немецкого Университета Эрлангена-Нюрнберга на основе материалов, полученных с помощью камеры замедленной съемки, создала математические модели, описывающие движения пингвинов внутри такой агрегации, высиживающей яйца. Результаты работы опубликованы в декабрьском выпуске New Journal of Physics.
«Если смотреть на группу пингвинов в реальном времени, она выглядит довольно стабильно. Кажется, что все птицы стоят на месте и не двигаются, – говорит один из участников исследования Ричард Герум. – Мы изучили особенности реорганизационных процессов внутри такого скопления и связи этих процессов с перемещениями отдельных особей».
Полученные математические модели показали, что поведение такой плотной группы птиц может быть описано суперпозицией волн, инициируемых отдельными особями, вне зависимости от места их расположения в группе. Если две волны двигаются навстречу, они не проходят одна сквозь другую, а, как правило, сливаются в одну волну. Для запуска процесса переупорядочения внутри группы достаточно возникновения пустого пространства размером в 2 см.
Пока остается не вполне понятным, с какой целью пингвины делают такие частые и незначительные перемещения. Есть предположение, что это делается для того, чтобы переворачивать яйца для сохранения тепла по всему их объему.
«Яйца быстро остывают снизу, и поэтому пингвины поворачивают их время от времени, – поясняет Герум. – Но это пока гипотеза, которую еще предстоит проверить».
В сегодняшней модели особи внутри стаи двигаются по прямолинейным траекториям. Однако это не вполне соответствует действительности. В реальной группе пингвинов реорганизационная волна чаще всего распространяется по вращающейся спирали. В следующих версиях модели ученые планируют учесть это обстоятельство.
