پرندگان یک دسته با هم و با نظم بال می‌زنند، اما چگونه؟

دانشمندان مدت‌ها از اینکه چطور و چگونه ماهی‌ها به‌صورت دسته‌جمعی شنا می‌کنند و همچنین پرندگان در یک دسته با هم و منظم پرواز می‌کنند، حیرت‌زده بودند. در این نظم برای هر فرد، چه مزیتی وجود دارد؟ تحقیقات جدید از دانشگاه نیویورک کمک می‌کند تا مزایای چنین ساختارهایی روشن شود.

برخلاف، یک گروه مثل دوچرخه‌سواران که با فشار دادن لاستیک‌های خود بر زمین، در حال حرکت روی زمین هستند، محیط حرکت ماهی‌ها و پرندگان، فضای است که اطراف آن‌ها را فراگرفته و نه فقط زیر آن‌ها را. هر دو گروه اساساً با مکانیزمی مشابه، این کار را انجام می‌دهند: چیزی که جوئل نیوبولت دانشجوی دکترای دانشگاه نیویورک و نویسنده اصلی این تحقیق، آن را حالت مگس‌پران (فلاپینگ) نامیده است.

نیوبولت می‌گوید: تحقیقات قبلی نشان داده است که در گروه‌هایی مانند دسته‌های ماهی‌ها و دسته‌های پرندگان، انجام این حرکات منظم می‌تواند باعث کاهش میزان انرژی لازم برای حرکت در آب و یا هوا شود. این روش حرکت باعث می‌شود که دسته‌های ماهی‌ها و دسته‌های پرندگان در اشکال مشخص حرکت کنند. هندسه حرکت ممکن است از گونه‌ای به گونه دیگر متفاوت باشد؛ حرکت V شکل دسته سارها با حرکت غاز کانادایی متفاوت است اما هر دو از گروه‌شان سود می‌برند.

در مدل‌های قبلی این رفتار، دانشمندان بر این باور بودند که هر ماهی یا هر پرنده دقیقاً مانند دیگران حرکت می‌کند، مانند یک گروه از ماشین‌ها؛ اما واقعیت پیچیده‌تر است: با اینکه هر غاز در جهان متفاوت از غازهای دیگر است، به‌نوعی همه گروه‌های غازهای کانادایی به شکل مشابهی پرواز می‌کنند.

محققان مطالعه اخیر با استفاده از ماشین‌ها، حرکت مگس‌پران (فلاپینگ) را در یک محیط کنترل شده، مدل کردند. آن‌ها دو هیدروفویل، یک سطح شناور برای حرکت کارآمد در مایع را در یک مخزن آب قرار دادند. آن‌ها یک فویل را پشت سر دیگری گذاشتند و هر دو را به شیوه‌ای مشابه با حرکت کلی دم ماهی در حال شنا و یا بال پرنده در حال بال زدن تکان (حرکت) دادند. آنچه که آن‌ها پیدا کردند، این بود که هیدروفیل جلویی از خود رد پایی به‌جا می‌گذارد که بر روی موقعیت هیدروفیل عقبی اثر می‌گذارد. بر اساس یک ویدئو تکمیلی که توسط محققان منتشر شده است، آن رد پا حتی می‌تواند مانع برخورد عقبی با جلویی و یا جدا شدن عقبی از جلویی شود.

کیت مورد از دانشگاه Lehigh که در تحقیق حاضر شرکت نداشته است، می‌گوید: آزمایش نشان می‌دهد که این تنظیمات بسیار قدرتمند هستند. آزمایشگاه او نیز به بررسی و مطالعه فلاپینگ می‌پردازند. او می‌گوید که تحقیقات بیشتر روی این ایده متمرکز شده‌اند که شکل دسته‌های ماهی‌ها یا دسته‌های پرندگان از هوا یا آب‌های اطراف آن‌ها متأثر می‌شود که بر روی بال پرنده یا باله ماهی نیرو وارد می‌کنند.

اما یافته شگفت‌انگیز این بود که ارتباط بین هیدروفیل‌ها و تأثیر رد پا، بدون در نظر گرفتن چگونگی انجام حرکت فلاپینگ به روش‌های مختلف، یکسان باقی می‌ماند. کیت می‌گوید: من واقعاً از این یافته‌ها بسیار شگفت‌زده شدم. این یک ایده کاملاً جدید است. چیزی که ماهی‌ها را مشابه نگه می‌دارد، نیرویی است که توسط آب اعمال می‌شود. در آزمایشات، رد پای ایجاد شده توسط هیدروفویل جلویی، روابط هیدروفیل عقبی را مشخص می‌کند. این رابطه هیدروفیل عقبی را هل خواهد داد و یا آن را نزدیک‌تر خواهد کشید.

این تیم امیدوار است که با درک اینکه چگونه یک ماهی یا یک پرنده به‌صورت موفقیت‌آمیز حرکت در گروه را مدیریت می‌کند، بتواند بینش را به طراحان فناوری‌های انرژی جایگزین مانند انرژی باد و آب ارائه دهند. نیوبولت می‌گوید: بسته به سرعت رودخانه و فاصله آن‌ها، شما می‌توانید بهره‌وری بیشتری را در دنبال کنندگان (عقبی‌ها) ببینید.

اما حتی حیوانات هم در این نقطه مرموز هستند. نیوبولت می‌گوید: در واقع چیزهای زیادی در مورد این حرکت‌ها در گروه‌ها باید دانسته شود.

منبع: چطورپدیا