Андские кондоры (Vultur gryphus) живут в условиях, где ресурсы и восходящие воздушные потоки распределены крайне неравномерно. Полет этих гигантов строится на чередовании парения в потоках нагретого воздуха и скольжения вниз без взмахов крыльями.
Как совместный полет помогает кондорам в Андах экономить энергию
Андские кондоры — одни из самых тяжелых летающих птиц на планете. Чтобы преодолевать огромные расстояния над непредсказуемыми горными ландшафтами, им приходится искать эффективные способы сберечь силы. Ученые из Констанцского университета выяснили, что ключ к экономии заключается в коллективном полете: птицы внимательно наблюдают за сородичами, считывая социальные сигналы и выбирая наилучшие потоки воздуха.
Парящий кондор. Википедия
`Андский кондор — огромная птица. Его размах крыльев достигает 3 метров, а масса самца может достигать 15 кг. Но кондоры настолько мастерски использует восходящие потоки воздуха, что способен находиться в воздухе часами, практически не взмахивая крыльями. На взмахи приходится всего около 1% от общего времени его полета. Почти все время кондор парит. Иногда ученые называют его «абсолютным чемпионом по планеризму». Наблюдение за соседями доводит эту экономию до максимума.
Подъем на большую высоту требует огромных энергозатрат, поэтому любая ошибка в выборе траектории может стоить птице слишком дорого. Исследователи создали специальную компьютерную агентную модель, объединяющую классическую аэродинамику и социальное поведение птиц.
Средние энергетические затраты успешных пролетов, коэффициент успешности (процент успешных пролетов) и энергетические затраты (с учетом махового полета) для различных уровней предсказуемости (столбцы), степени социальности s (ось x) и риска r (ось y). Обратите внимание, что во второй строке цветовая шкала инвертирована, чтобы соответствовать логической интерпретации, согласно которой более светлый цвет означает лучшие показатели. Белые ячейки обозначают случаи с коэффициентом успешности 0 %, для которых не удалось рассчитать энергетические затраты.
Моделирование показало, что одиночный поиск оптимальных маршрутов в динамичной среде часто приводит к лишним тратам сил. Когда кондор летит в группе, он видит, где именно другие особи находят сильные восходящие потоки, и использует эту свежую информацию для корректировки собственного курса. Так птицы принимают более точные решения, избегая опасных зон с нисходящими потоками и экономя драгоценные ресурсы. Работа опубликована в журнале Journal of the Royal Society Interface.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Навигация по чужому следу
Полет кондора.
Совместные перемещения позволяют кондорам находить идеальный баланс между скоростью и риском. Симуляции подтвердили, что использование социальной информации снижает энергозатраты на перелет к общей цели до 41% по сравнению с одиночным полетом.
Наиболее эффективной оказалась стратегия со средней степенью риска и высоким уровнем доверия к визуальным подсказкам соседей. «Движение требует затрат, и животные находятся под сильным давлением отбора, заставляющим их передвигаться эффективно; однако в пересеченных, динамичных ландшафтах принятие решений крайне затруднено», — отмечает соавтор работы Элеонора Гатти.
Разработанный алгоритм не только объясняет эволюционные преимущества группового поведения птиц, но и может быть полезен в инженерам. В будущем эти принципы помогут оптимизировать навигацию и существенно снизить энергопотребление групп автономных дронов, выполняющих сложные задачи в непредсказуемых условиях.
Загружаем