Косяк рыб

Математики объяснили слаженность стай птиц и косяков рыб

Ученые сравнили стаи с мягкими кристаллами, где особи играют роль атомов, удерживаемых гибкими связями. Они провели эксперимент с искусственной стаей из пластиковых лопастей, напечатанных на 3D-принтере, и подтвердили свою модель.
Автор Наука Mail
Потоки птиц и рыб
Потоки птиц и рыбИсточник: Нью-Йоркский университет

Стайки птиц и косяки рыб двигаются удивительно слаженно — ученые долго пытались объяснить, как это работает. Математики из Нью‑Йоркского университета предложили необычное объяснение: стаи и косяки ведут себя почти как мягкие кристаллы. В таких материалах атомы расположены в упорядоченной решетке, а в случае животных отдельные особи играют роль «атомов», удерживаясь вместе словно с помощью гибких связей — как будто пружинок.

Косяк рыб
Ученые сравнили косяк рыб с мягкими кристаллами, где особи играют роль атомов, удерживаемых гибкими связямиИсточник: Unsplash

Эта модель помогает объяснить, как птицы и рыбы координируют движения: они подстраиваются под потоки воздуха или воды, реагируют на хищников или препятствия вроде камней и зданий. При этом структура стаи или косяка довольно хрупкая, но именно это позволяет быстро меняться в ответ на внешние условия.

Чтобы проверить идею, ученые провели эксперимент: создали «искусственную стаю» из пластиковых лопастей с крыльями (их напечатали на 3D‑принтере). Лопасти двигались в воде с разной скоростью и могли выстраиваться в линию — примерно так же, как птицы в полете. Результаты совпали с предсказаниями математической модели.

Открытие полезно не только для биологии: понимание подобных взаимодействий пригодится в аэрокосмической и автомобильной технике, робототехнике и сборе энергии.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что лидерство вызывает у птиц стресс.