沙丁鱼

面对混淆效应,斯温氏进化出新的策略

发布时间:2023/3/27 2:54:16   

自然界是一个吃或者被吃的世界。在整个动物王国中,捕猎与反捕猎这场斗争的每个阶段都在进化适应,即通过避免被发现、抵御攻击、反击、逃跑。

“扎堆儿”也是一个好办法——食物链底层的动物们聚集在一个大群体中,虽然大群变得更显眼,但对个体来说,既能提高警惕性又能造成捕食者混乱,自己被吃掉的风险降低了。

混淆效应

群体形成在自然界中是一种极为普遍的现象,超过50%的鱼和鸟分别形成鱼群和鸟群。多数是同种的(所有个体都属于一个物种),有时候存在异种合群。这在开阔的栖息地很常见,例如草原或开阔的海洋生态系统(对比森林或珊瑚礁)。著名的例子是椋鸟和沙丁鱼。

由于混淆效应,捕食者将更难以识别和跟踪特定个体。

这里特别值得一提的是,尤其当个体在视觉上相似且不易区分时,混淆会产生更大的影响。年的一项研究为了证实这个观点,随机挑选非洲大草原上的角马,把它们身体部分涂上白色,结果都更快地被吃掉了。(就像游戏里稀有怪掉宝,发现就立刻被干掉)

苟在群中的时候,不要脱颖而出哦。

捕猎者无惧混乱

蝙蝠也是一种在数量上找安全感的的猎物。

在奇瓦瓦沙漠(从美国西南部延伸到墨西哥),黄昏时分,数十万只墨西哥无尾蝙蝠从栖息地喷涌而出,是大自然的一大奇观。群是如此密集,它们就像远处升起的烟雾。

当地的猛禽,(Buteoswainsoni),每晚都等待这一时刻。

蝙蝠不是鹰形目中斯温氏的典型猎物,但一小群斯温氏进化成了专门捕食墨西哥无尾蝙蝠(Tadaridabrasiliensis)的特殊群体。

比起追逐在空旷区域飞行速度能达到公里/小时的散兵游勇,这些鹰非常喜爱蝙蝠从洞穴中成群出现的时刻进行捕猎,这时的蝙蝠飞行速度要慢得多。

那么,面对这种让我们人类眼花缭乱的混乱效应大群,鹰是怎么做到心无旁骛,仍能准确出击的?

逐帧分析

科学家使用高清摄像机拍摄了鹰冲入蝙蝠洪流时的镜头。

然后,根据录像,研究人员重建了鹰和蝙蝠的3D轨迹,进而分析了鹰是如何引导它们的进攻路线的。

这里,使用了一种称为微分方程的数学公式来模拟鹰的攻击行为。在之前的研究中已经表明——猎鹰的攻击行为中,使用类似制导导弹的方式进行控制——比例导航技术。

要了解这是如何工作的,请将自己想象成一个空中捕食者,一边看着猎物,一边高速接近它。你的猎物可能会试图逃避你。但是,如果你的转弯速度与猎物的罗盘方位变化的速度成正比,那么你可以选择一条最有可能拦截猎物的路径。

使用这种技术追逐孤独猎物的鹰自然会跟随目标的曲折。

意外发现

让科学家意外的是,录像中攻击蝙蝠群的鹰并没有对它们抓住的蝙蝠做出的规避动作做出反应。

事实上,鹰只是以几乎恒定的半径进入蝙蝠群,沿着圆弧飞行。鹰每次都兜转去一个固定点,而不是从群里挑选出某一只蝙蝠。

这种策略——简称“瞎蒙”,在对付散兵游勇时是毫无成功希望的,但在对付密集的猎物时很有可能取得成功。

鹰成功地避免了混淆效应,原因居然是它放弃了思考——规避了在进场时跟踪目标的复杂性。

其次,研究者使用绘图软件来追踪鹰从飞入到得手的全过程,这一分析揭示了一个明确的答案:在所有攻击中,所有以成功捕获收尾的攻击中——鹰的视线方向几乎保持不变。

恒定方向——就像我们学驾照的时候,教练强调“不许画龙”。面对万只蝙蝠喷涌的洪流,鹰以恒定的轨道“并线”,然后,有这么多目标,盼着至少有一个会在碰撞过程落进手心。

写在最后

对我们人类这种静止的旁观者来说,整体运动着的大群是混乱疯狂的。

但鹰进场的几何形态——恒定半径圆弧飞行,意味着它眼中正在撞击的任何物体都几乎是静止的。所以,最后的一击完全替鹰操心。

这项研究结果对理解其他捕食者如何避免混淆效应,甚至对设计自主防空系统都有影响。比如,面对一群来袭的无人机,是逐个击落,还是封锁空间路径更有效率?参考一下动物王国的数据吧。

作者感谢你的

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