Hejna špačků na obloze: Za nádhernými obrazci stojí tvrdá fyzika

Rojení špačků je na první pohled fascinující záležitost. Ale za krásnými obrazci se skrývají ještě zajímavější přírodní zákony a dokonalá adaptace.

Celé ptačí hejno se chová jako jeden tvor – stovky, tisíce a někdy i desetitisíce zvířat reagují dokonale na pohyb ptáka hned vedle. Vypadá to, jako by hejna reagovala na pokyn nějakého generála, jenže žádný velitel neexistuje, hejno se řídí kolektivní inteligencí. Konkrétní pravidla, jak tento nesmírně složitý mechanismus funguje, ale vědci až donedávna neznali.

Až roku 2011 poprvé mezioborový tým italských vědců složený jak z biologů, tak i z matematiků, expertů na počítačové modelování i kybernetiku popsal, v čem záhada spočívá. Chování špačků podle této práce vůbec není magické – ale magnetické. Vědci využili toho, že nad Římem jsou pravidelně k vidění obří hejna špačka obecného, takže je mohli detailně studovat, později svou práci ještě několikrát vylepšili.

Nejprve hejna natočili kamerami a pak v počítači vytvářeli modely, které by chování hejna i jednotlivých ptáků mohly vysvětlit. Dospěli k tomu, že ptáky vlastně drtivá většina hejna vůbec nezajímá – své pohyby přizpůsobují jen tomu, jak se chová několik vedlejších zvířat v hejnu. Podle prvních analýz to vypadalo, že špačci věnují pozornost jen šesti svým sousedům v hejnu, pozdější upřesnění ale ukázala, že klíčových je sedm sousedících zvířat.

Ptáci jako magnetky 

Toto pravidlo funguje vždy – ať už je hejno sebevětší, nebo úplně malé; nezáleží ani na hustotě ptáků v hejnu. Ptáci se v hejnu chovají podle vědců podobně jako magnety. Popsali, že nejpodobnějším přírodním zákonem, k němuž se dá roj špačků přirovnat, je to, jak pohyb jedné částice v magnetickém poli ovlivňuje pohyb jiných částic.

Díky tomu vzniká velmi funkční samoorganizovaná struktura, která nepotřebuje žádného generála nebo vůdce, její chování je důsledkem aktivity jejích jednotlivých částí. I jediný pták tak může mít dopad na zbytek: jeho změna chování nebo manévr se hejnem šíří podobně jako magnetická vlna.

A proč právě šest nebo sedm ptáků? Podle vědců je to pro špačky zřejmě optimální množství, které ještě jejich mentální kapacita dokáže pojmout, ale současně je dostatečné pro to, aby se při pohybu ve vzduchu měli ptáci čeho „chytit“. To potvrdily i další experimenty – vědci prokázali, že špačci dokážou počítat právě do šesti nebo do sedmi (liší se to kus od kusu), větší množství už nerozlišují.

Evoluční smysl tohoto složitého mechanismu je obrana proti predátorům. Pokud hejno funguje jako jednotné, snižuje se pravděpodobnost, že jednotlivý pták podlehne dravci, například sokolovi: predátoři si totiž většinou vybírají osamocené a jinak oslabené kusy, pokud ale hejno drží pohromadě, jsou jednotliví členové v relativním bezpečí. Hejna jsou proto přírodou „naprogramována“ tak, aby se i při útoku ptáků nerozpadala, ale stále držela při sobě – hejno se sice při útoku predátora může prohnout, vyboulit, změnit zcela nečekaně tvar, ale zachovává si jednotu.