Không giống như các hình chữ V của bầy ngỗng di cư, hiện tượng bay đồng bộ không mang lại lợi thế khí động học nào cả.
Mở đầu
Một đàn chim sáo lớn với số lượng hàng nghìn con, gọi là một hiện tượng bay đồng bộ, thật ấn tượng khi nhìn thấy. Có tới 750.000 con chim cùng tham gia bay lượn. Những con chim tản ra và lại tụ lại. Đàn chim tách ra rồi lại hòa vào nhau. Hiện tượng bay đồng bộ liên tục thay đổi hướng, bay lên cao vài trăm mét rồi lao xuống gần như chạm đất. Chúng trông như những khối xoáy, tạo thành hình giọt nước, hình số tám, các cột và nhiều hình dạng khác. Một đàn chim bay đồng bộ có thể di chuyển nhanh chóng – chim sáo có thể bay tới 50 dặm mỗi giờ (80 km/h).
Loài sáo châu Âu hoặc sáo thường, giống nhiều loài chim khác, tạo thành nhóm gọi là đàn khi kiếm ăn hoặc di cư. Nhưng hiện tượng bay đồng bộ là khác biệt. Loại đàn đặc biệt này được đặt tên theo âm thanh của tiếng rì rầm thấp phát ra từ hàng nghìn nhịp cánh và tiếng kêu nhẹ nhàng khi bay.
Hiện tượng bay đồng bộ thường diễn ra khoảng một giờ trước khi mặt trời lặn vào mùa thu, mùa đông và đầu mùa xuân, khi những con chim gần đến nơi chúng sẽ ngủ qua đêm. Sau khoảng 45 phút của màn trình diễn trên không ấn tượng này, cả đàn chim đồng loạt đáp xuống nơi trú ngụ của chúng trong đêm.
Tại sao chim sáo lại tạo thành các đàn bay đồng bộ?
Không giống như các hình chữ V của bầy ngỗng di cư, hiện tượng bay đồng bộ không mang lại lợi thế khí động học nào cả.
Các nhà khoa học cho rằng hiện tượng bay đồng bộ là một lời mời gọi bằng hình ảnh nhằm thu hút những con sáo khác tham gia vào nơi trú ngụ chung vào ban đêm. Một lý thuyết cho rằng ngủ chung giúp những con sáo giữ ấm hơn khi chúng chia sẻ nhiệt độ cơ thể. Điều này cũng có thể giảm thiểu nguy cơ một con chim bị ăn thịt qua đêm bởi những kẻ săn mồi như cú hoặc chồn.
Hiệu ứng pha loãng có thể là một phần lý do tại sao hiện tượng bay đồng bộ xảy ra: số lượng sáo trong đàn càng nhiều thì nguy cơ một con bị săn đuổi càng thấp. Kẻ săn mồi có nhiều khả năng bắt con mồi gần nhất, vì vậy sự xoáy lượn của đàn chim có thể xảy ra khi từng con chim cố gắng di chuyển về phía an toàn ở giữa đám đông. Các nhà khoa học gọi đây là hiệu ứng bầy đàn ích kỷ.
Tất nhiên, càng nhiều chim trong đàn thì càng có nhiều mắt và tai để phát hiện kẻ săn mồi trước khi quá muộn.
Một khối lượng lớn chim xoáy lượn có thể khiến kẻ săn mồi khó tập trung vào một mục tiêu cụ thể. Một con chim cắt hoặc diều hâu có thể bị nhầm lẫn và phân tâm bởi những đợt sóng phức tạp trong chuyển động của đàn chim. Chúng cũng phải cẩn thận để không va vào đàn chim và tự làm mình bị thương.
Hơn 3.000 tình nguyện viên trong nghiên cứu của các nhà khoa học công dân gần đây đã báo cáo việc họ phát hiện hiện tượng bay đồng bộ. Một phần ba trong số đó đã chứng kiến một con chim săn mồi tấn công đàn chim. Quan sát này cho thấy rằng hiện tượng bay đồng bộ có thể hình thành để bảo vệ chim khỏi kẻ săn mồi – nhưng cũng có thể chính hiện tượng này đã thu hút một con diều hâu ngay từ đầu.
Làm thế nào để chim sáo điều phối hành vi của chúng?
Hiện tượng bay đồng bộ không có người lãnh đạo và không theo kế hoạch nào. Thay vào đó, các nhà khoa học tin rằng các chuyển động được điều phối dựa trên việc chim sáo quan sát những gì xung quanh đang làm. Những con chim ở giữa có thể nhìn xuyên qua đàn từ mọi phía ra đến rìa và xa hơn nữa. Bằng cách nào đó, chúng giữ nhịp với cách đàn di chuyển tổng thể và điều chỉnh theo.
Để tìm hiểu điều gì đang xảy ra bên trong hiện tượng bay đồng bộ, một số nhà nghiên cứu đã quay phim chúng bằng nhiều máy quay cùng lúc. Sau đó, họ sử dụng các chương trình máy tính để theo dõi chuyển động của từng con sáo và tạo mô hình 3D của đàn.
Các video cho thấy rằng những con chim không dày đặc như chúng có vẻ từ mặt đất; chúng vẫn có khoảng trống để di chuyển. Những con sáo gần nhau hơn ở hai bên hơn là phía trước hoặc phía sau. Những con sáo ở rìa thường di chuyển sâu vào bên trong đàn.
Các nhà toán học và nhà khoa học máy tính cố gắng tạo các mô phỏng bay đồng bộ ảo bằng các quy tắc mà chim có thể tuân theo trong đàn – như di chuyển theo cùng hướng với chim hàng xóm, giữ khoảng cách gần và không va chạm. Từ các mô phỏng này, có vẻ như mỗi con chim phải theo dõi bảy con hàng xóm và điều chỉnh dựa trên những gì chúng đang làm để giữ cho đàn không tan rã thành một mớ hỗn độn. Và chúng làm tất cả điều này trong khi bay nhanh nhất có thể.
Những đàn cá lớn cũng có thể có hành vi giống hiện tượng bay đồng bộ, giống như một số loài côn trùng bay thành đàn, bao gồm cả ong mật. Tất cả những chuyển động đồng bộ này trong đàn, bầy, nhóm và đàn cá có thể xảy ra nhanh đến mức một số nhà khoa học từng nghĩ rằng điều này đòi hỏi khả năng ESP của động vật!
Các nhà sinh vật học, nhà toán học, nhà vật lý học, nhà khoa học máy tính và kỹ sư đều đang làm việc để tìm hiểu cách động vật thực hiện các màn trình diễn này. Sự tò mò thúc đẩy nghiên cứu này, tất nhiên. Nhưng nó cũng có thể có các ứng dụng thực tiễn, chẳng hạn như giúp phát triển các phương tiện tự hành có thể di chuyển theo đội hình chặt chẽ và hoạt động theo nhóm phối hợp mà không va chạm.
