椋鳥(niǎo)集體舞之謎

在19世紀(jì)90年代后期，有一群莎士比亞的狂熱迷戀者在紐約的中央公園放飛了100只歐洲椋鳥(niǎo)，他們要讓莎翁作品里出現(xiàn)過(guò)的每一種鳥(niǎo)都能在紐約安家落戶(hù)。椋鳥(niǎo)的入侵可能會(huì)對(duì)本地的鳥(niǎo)類(lèi)造成滋擾和威脅，盡管如此，椋鳥(niǎo)的群體飛行表演卻是令人嘆為觀止的奇景，常常吸引人群駐足觀看。

多么攝人心魄的景象——成千上萬(wàn)的鳥(niǎo)兒在傍晚的天空一齊翩飛，旋轉(zhuǎn)又俯沖，似一場(chǎng)高度協(xié)同的芭蕾舞表演。當(dāng)它們終于決定飛回樹(shù)頂?shù)臈⒌?，斑斕的翅膀一齊振動(dòng)發(fā)出巨大的聲響，這種現(xiàn)象也由此得到了一個(gè)特殊的名字：椋鳥(niǎo)群的齊鳴。

當(dāng)然，鳥(niǎo)類(lèi)成群飛行并不是什么新奇的行為現(xiàn)象，鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)家對(duì)此已經(jīng)進(jìn)行了長(zhǎng)足的研究。但是，沒(méi)有其他鳥(niǎo)類(lèi)能夠像歐洲椋鳥(niǎo)這樣以高度的協(xié)調(diào)性和復(fù)雜的動(dòng)作性成群飛行。據(jù)測(cè)算，歐洲椋鳥(niǎo)成群飛行時(shí)最多可以多達(dá)750000只。

更重要的是，盡管椋鳥(niǎo)非常常見(jiàn)，但人們對(duì)于它們?yōu)槭裁磿?huì)一齊發(fā)出巨大的聲響并在空中集體飛舞卻知之甚少。美國(guó)羅德島大學(xué)名譽(yù)教授，鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)家弗蘭克·赫普納從上世紀(jì)60年代起就開(kāi)始研究椋鳥(niǎo)的行為。他說(shuō)：“我已經(jīng)研究了50年，現(xiàn)在依然不太理解?！?h3>步調(diào)一致的鳥(niǎo)群

過(guò)去16年里，羅馬大學(xué)物理學(xué)家安德里亞·卡瓦尼亞一直在研究椋鳥(niǎo)群是如何以如此精確和優(yōu)雅的方式統(tǒng)一動(dòng)作，保持同步。為此，他為盤(pán)旋在羅馬五漁村廣場(chǎng)上的椋鳥(niǎo)群創(chuàng)建了一個(gè)復(fù)雜的3D模型。在過(guò)去的十年中，這里的椋鳥(niǎo)數(shù)量已經(jīng)翻了一番，達(dá)到了大約一百萬(wàn)只。

集群以抵抗捕食的理由。并不能完全解釋為什么歐洲椋鳥(niǎo)會(huì)在天空中組成如此美麗的圖案。當(dāng)獵鷹劃破加州的夜空。一群椋鳥(niǎo)緊緊地結(jié)團(tuán)飛行。這種形狀叫做警戒線(xiàn)。

為了觀測(cè)冬季遷徙中的椋鳥(niǎo)，卡瓦尼亞和他的研究伙伴艾琳·賈爾迪納在馬西莫宮的屋頂上設(shè)置了三臺(tái)同步高速相機(jī)?！懊磕甓?，我們都會(huì)冒著嚴(yán)寒和陰雨上到屋頂，夜復(fù)一夜?！笨ㄍ吣醽喺f(shuō)，“只剩下我們和雕像?！笨ㄍ吣醽喓退耐掠孟鄼C(jī)拍下鏡頭，在計(jì)算機(jī)模型中模擬了鳥(niǎo)群中每只椋鳥(niǎo)的位置和速度。

可視化的數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明，椋鳥(niǎo)通過(guò)一種叫做“無(wú)標(biāo)度行為相關(guān)”的機(jī)制維持其飛行形狀，鳥(niǎo)群里每一只鳥(niǎo)通過(guò)旁邊的大概七只鳥(niǎo)的飛行位置調(diào)整自己的位置，從而使鳥(niǎo)群整體協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生一種重疊的同步性。

卡瓦尼亞提出可以將這種現(xiàn)象想象成在高速公路上開(kāi)車(chē)：“我們只能和一定數(shù)量的車(chē)輛有所互動(dòng)，也許是前車(chē)，后車(chē)，也許是左右兩側(cè)的車(chē)。但我們不會(huì)和50米以外的車(chē)有什么交集，所以我們也就不會(huì)被它們影響?！?/p>

盡管每只鳥(niǎo)僅受到身旁鳥(niǎo)兒的影響，但每只鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)又都會(huì)最終影響到整個(gè)鳥(niǎo)群，且同時(shí)受到鳥(niǎo)群的影響，這樣，信息便以恒定的速度在鳥(niǎo)群中傳播。結(jié)果就是群體決策的速度極快，以至于通常由一只外圍的椋鳥(niǎo)發(fā)出的轉(zhuǎn)向信號(hào)可以在半秒的時(shí)間內(nèi)傳遍400只鳥(niǎo)組成的鳥(niǎo)群。

天空舞者

鳥(niǎo)群在天空中齊鳴時(shí)組成的各種形狀和圖案都有著極具畫(huà)面感的名字，比如：液泡、警戒線(xiàn)、閃光膨脹。

荷蘭格羅寧根大學(xué)進(jìn)化生命科學(xué)教授夏洛特·赫默里克說(shuō)，最迷人的景象或許是一大群椋鳥(niǎo)像流動(dòng)的云朵一樣快速變換著形狀，鳥(niǎo)群疏密間形成了一條條黑色的綢帶。

一群椋鳥(niǎo)在其夜間棲息地附近飛向天空

在加利福尼亞，一群椋鳥(niǎo)受到游隼的驚嚇，迅速飛入空中，縮成一團(tuán)，擺出不好惹的架勢(shì)。

飛行中的椋鳥(niǎo)能夠與附近的七只椋鳥(niǎo)保持看齊，從而使整個(gè)椋鳥(niǎo)群的動(dòng)作協(xié)調(diào)一致。

從地面上看，這些“攪動(dòng)波”似乎表明椋鳥(niǎo)們?cè)诰奂酶o密。但實(shí)際上，我們之所以能看到這種波紋是因?yàn)轼B(niǎo)兒正在斜向上飛行，傾斜的翅膀劃出更大的區(qū)域給下方的鳥(niǎo)兒觀測(cè)。換句話(huà)說(shuō)，除了錨定周?chē)钠咧圾B(niǎo)以外，椋鳥(niǎo)們也在追隨頭鳥(niǎo)的方向。赫默里克說(shuō)：“我們的最新模型表明，椋鳥(niǎo)模仿鄰鳥(niǎo)的行為，使運(yùn)動(dòng)的信號(hào)在整個(gè)鳥(niǎo)群得以傳播?！?p>

一只游隼襲擊了一只離群的椋鳥(niǎo)。這種非常罕見(jiàn)的情況最終導(dǎo)致了捕食者的成功。

赫默里克還發(fā)現(xiàn)有證據(jù)表明，椋鳥(niǎo)群組成的圖案可以用來(lái)迷惑鷹和其他猛禽類(lèi)掠食者，從而更加難以瞄準(zhǔn)那些掉隊(duì)的椋鳥(niǎo)。赫默里克用復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模型分析出了椋鳥(niǎo)集體逃脫的模型，再專(zhuān)門(mén)與掠食者鷹或隼的活動(dòng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

在一起更安全？

為什么歐洲椋鳥(niǎo)要聚集起如此龐大的群體一起在空中盤(pán)旋呢？這是一個(gè)更加令人困惑的問(wèn)題。

最常見(jiàn)的解釋常常也被稱(chēng)為“在一起更安全”假設(shè)，意思是說(shuō)集群是應(yīng)對(duì)天敵的一種保護(hù)性反應(yīng)。但是，赫普納和卡瓦尼亞說(shuō)這種假設(shè)有違邏輯。他們指出，遭遇危險(xiǎn)時(shí)鳥(niǎo)類(lèi)明明可以直接飛回棲息地，而不必聚集成巨大的編隊(duì)在空中盤(pán)旋。

赫普納說(shuō)：“人們最初的印象可能會(huì)認(rèn)為椋鳥(niǎo)更傾向于縮短飛行時(shí)間，可實(shí)際上這樣的壯觀景象常常要持續(xù)半個(gè)小時(shí)到45分鐘，這一過(guò)程中椋鳥(niǎo)的體能會(huì)以驚人的速度消耗?！?/p>

“與此同時(shí)，它們的行為實(shí)際上吸引了捕食者的目光。它們仿佛在說(shuō)，我們?cè)谶@里，我們?cè)谶@里。因此，我們不得不追問(wèn)，這樣的機(jī)制究竟是如何發(fā)展的？”

另一種可能的解釋有時(shí)被稱(chēng)為“抱團(tuán)取暖”理論。它表明，齊鳴的聲響可能扮演著棲息地宣傳廣告的作用，以此吸引更多的椋鳥(niǎo)到鳥(niǎo)群中抱團(tuán)取暖。

為了解開(kāi)謎團(tuán)，格洛斯特大學(xué)和皇家生物學(xué)學(xué)會(huì)的研究人員整理了來(lái)自3000多個(gè)椋鳥(niǎo)群的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是2014年和2015年來(lái)自23個(gè)國(guó)家的志愿者幫助收集的。2017年發(fā)表的論文顯示，溫度和椋鳥(niǎo)群的大小之間沒(méi)有相關(guān)性，抱團(tuán)取暖的假設(shè)失去了支撐。

研究還發(fā)現(xiàn)，椋鳥(niǎo)群中出現(xiàn)了鷹、隼或其他猛禽的數(shù)據(jù)不到三分之一，這為捕食理論提供了一些支持，但至今仍無(wú)法解釋為什么這些鳥(niǎo)兒要聚在一起組織一場(chǎng)如此漫長(zhǎng)的表演。

純粹美的行為？

不過(guò)，在對(duì)于椋鳥(niǎo)的研究上，研究人員在一點(diǎn)上達(dá)成了一致，那就是這些鳥(niǎo)非常聰明。赫普納為了研究需要籠養(yǎng)了一些椋鳥(niǎo)，他說(shuō)：“他們非常擅長(zhǎng)啄開(kāi)籠子上的鎖，我們不得不在籠子用上掛鎖?！?/p>

考慮到鳥(niǎo)類(lèi)的大腦智慧，難道集群僅僅是它們對(duì)純粹運(yùn)動(dòng)樂(lè)趣的有意識(shí)的表達(dá)嗎？

格羅寧根大學(xué)的赫默里克說(shuō)：“在沒(méi)有捕食者的情況下，我的確認(rèn)為可以將這種景象視作一種舞蹈。我們不想過(guò)多地把這種猜想歸因?yàn)榧旱囊鈭D，但它們這樣做時(shí)一定非常興奮。畢竟它們明明可以直接去睡覺(jué)的?！?/p>