Cuando vuelan en equipo, ¿por qué los gansos salvajes ponen la palabra "人"?
Entre las teorías existentes sobre la formación de espina de pez, la explicación que más circula es la de "conservar la fuerza física". De hecho, esta explicación aún se encuentra en la etapa hipotética. Hasta el momento, los científicos no tienen pruebas concluyentes que lo respalden.
Observaciones a largo plazo han descubierto que las aves grandes generalmente optan por organizarse en forma de espiga o lineal, mientras que las aves pequeñas suelen reunirse. Sin embargo, la exploración científica de los secretos de las grandes bandadas de pájaros que vuelan en formación se remonta a principios del siglo XX, cuando los hermanos Wright apenas iniciaban la era de la aviación. En 1914, el aerodinámico alemán Karl? Carl Wieselsberger propuso por primera vez la hipótesis de que los gansos voladores pueden ahorrar energía tras sencillos cálculos. Creía que el batir de las alas de los gansos salvajes provocaría un vórtice en la estela, y fuera del vórtice solo habría un flujo de aire ascendente. Si los gansos vecinos se encuentran en la corriente ascendente, su vuelo será mucho menos laborioso.
A vista de pájaro o de frente, podemos ver que el flujo de aire provocado por el batir de las alas de los pájaros crea un vórtice de aire horizontal, uno tras otro. Si el que llega tarde se encuentra en el vórtice de aire ascendente, puede volar con la ayuda de este ascensor. Imagen de lifeomics.com.
Esta hipótesis ha sido bien recibida por los ornitólogos desde sus inicios, pero sólo décadas después se pudo calcular verdaderamente cuantitativamente. En 1970, Lissaman y Schollenberger dieron las primeras estimaciones utilizando una teoría aerodinámica cada vez más sofisticada. Descubrieron que una formación en espiga de 25 gansos volaba un 71% más que un solo ganso. También concluyeron que el ángulo de chevron óptimo es de 120 grados. Los resultados de este estudio fueron tan emocionantes que los libros de texto actuales sobre éxito y liderazgo están llenos de esta conclusión, que muestra cuán grandioso puede ser el liderazgo y cuán efectivo puede ser el trabajo en equipo.
¿Se puede decir que el problema de volar gansos en equipo se solucionará de esta manera?
¡Espera un momento! En la investigación de Rishan y Scollan Berg, no dieron fórmulas ni procesos de cálculo específicos. Y el modelo que utilizaron era demasiado simplista: primero suponía que las aves eran tan rígidas como un avión de ala fija sin batir las alas, y tampoco tenía en cuenta la diferencia entre alas lisas y peludas; Desde entonces, una serie de estudios teóricos más profundos han demostrado que la tasa de utilización de energía de los gansos que vuelan en formación dista mucho de ser tan alta como se afirma en el artículo. No importa cuán detallado sea ese trabajo y cuán complejos sean los modelos, los científicos serios todavía critican estos cálculos teóricos por ser demasiado idealistas. Los cálculos teóricos por sí solos no parecen convencer a la gente.
Efectivamente, tras un avión de ala fija se produce una corriente ascendente externa, pero el modelo de flujo de aire cuando los pájaros vuelan es mucho más complejo. Imagen de sciencebuddies.org.
Sin esfuerzo o no, hipótesis VS argumento
Los cálculos teóricos no son factibles, por lo que los científicos comenzaron a encontrar otra forma de estudiar el grado del ángulo en espiga en los datos de observación de campo. Creen que si las ventajas aerodinámicas son la única razón por la que los gansos eligen la espina de pescado o la espina de pescado, entonces los gansos deben asegurarse de que el ángulo de la espina de pescado sea óptimo o cercano a un número fijo la mayor parte del tiempo para evitar volar hacia la espina de pescado, porque en En la estela simétrica, la corriente ascendente de un lado se desperdiciará. Sin embargo, la realidad una vez más atacó sin piedad esta suposición. Los estudios de seguimiento óptico y de radar han demostrado que el ángulo de chevron del Big Bird oscila entre 24 grados y 122 grados, y el ángulo cambia significativamente durante el vuelo. Lo más desconcertante es que solo el 20% del tiempo de vuelo elegirán la espina de pescado, mientras que la mayoría de las veces la palabra formación de serpiente es más popular.
En el vídeo de los gansos salvajes migrando, podemos ver la complejidad de los cambios en su formación de vuelo.
En la última década, nuevas revoluciones tecnológicas han profundizado enormemente nuestra comprensión del fenómeno del vuelo en formación de aves. Esta vez, los expertos en el campo del control de drones se unen a la diversión. Con la aplicación generalizada de los drones "Global Hawk" y "Predator", el campo del control ha comenzado a prestar atención a la navegación y el control automáticos de las aeronaves. Durante el vuelo del equipo, el pájaro grande frecuentemente ajusta su vuelo en grandes ángulos, cambiando constantemente la distancia relativa entre el pájaro líder y el pájaro seguidor sin chocar. Después de estudiar registros de observación de vuelos de aves a gran escala, Thaler y otros descubrieron que la coexistencia de estos comportamientos es casi imposible desde una perspectiva de control. Pero no han bloqueado completamente este camino: si cada miembro de la formación se ajusta en función del líder y la formación es lo suficientemente pequeña, aún es posible completar esta tarea.
Hasta ahora, la evidencia más confiable de que la formación en espiga tiene ventajas aerodinámicas probablemente proviene de los experimentos de Vermouth y otros. Entrenaron a ocho pelícanos blancos para que se convirtieran en fanáticos de sus propias lanchas a motor, y volaban con sus colillas cada vez que veían una lancha a motor. Al medir la frecuencia cardíaca de los pelícanos mientras volaban, los investigadores descubrieron que la frecuencia cardíaca de los pelícanos blancos que volaban en forma de espiga era entre un 11 % y un 15 % más baja que cuando volaban solos, por lo que concluyeron que las aves que volaban en forma de espiga ahorran energía. Pero algunos críticos han argumentado que los animales que viven en grupos tienden a tener un ritmo cardíaco más bajo que los animales solitarios.
En resumen, es imposible sacar una conclusión clara sobre si la forma de espiga voladora puede preservar la fuerza física de los gansos salvajes durante las carreras de larga distancia. Quizás la única manera de encontrar la respuesta definitiva a esta pregunta sea entrenar una flota de pájaros grandes en un túnel de viento. A través de los datos mecánicos de su vuelo en el túnel de viento se puede juzgar si el vuelo en formación ahorra energía física.
La investigación sobre el vuelo en formación de aves acaba de comenzar.
Si bien los científicos no han podido demostrar que las formaciones en espiga y espina de pescado puedan ahorrar energía en vuelos de larga distancia, se han confirmado otros beneficios de esta formación. Los ornitólogos han descubierto que los ojos de los gansos canadienses se distribuyen a ambos lados de la cabeza y pueden cubrir un rango de 128 grados de adelante hacia atrás. Esto es consistente con el ángulo extremo del vuelo en formación de estos gansos salvajes. En otras palabras, cada ganso que vuela en formación puede ver al pájaro líder, y el pájaro líder también puede ver a todos los miembros de la formación. Entonces, hay al menos una razón clara por la que estas aves eligen galones y galones: cuando vuelan en formación, cada pájaro puede ver la formación completa para comunicarse entre sí o alinearse mejor.
Una formación de cisnes vuela grácilmente sobre los suburbios de Pekín. ¿Quieres admirar la migración de las aves? Mire "Vamos a ver: Wild Duck Lake, otra temporada de migración" para filmar Ring Fox y Rabbit Demon.
Aunque el fenómeno de los pájaros volando en formación es común, resulta muy difícil de estudiar. Después de que los biólogos se involucraron por primera vez en este campo, los ingenieros aeroespaciales, los matemáticos e incluso los físicos se involucraron gradualmente y expresaron sus propias opiniones, incluyendo la hipótesis más audaz de que "la formación de galones en las aves se originó a partir de campos electrostáticos". De hecho, cualquiera puede presentar su propia hipótesis, siempre que pueda resistir la verificación de experimentos científicos y observaciones de campo, ¡la hipótesis tiene posibilidades de ser ampliamente reconocida!