航空機飛行隊であっても、渡り鳥の群れであっても、V 編隊は飛行時のエネルギーを節約します。前を飛んでいる人の翼端は渦を作り、斜め後ろを飛んでいる人にさらなる揚力を与えます。しかし、前を飛んでいる人の真後ろの位置では、空気が下に流れ下降気流が発生するため、飛行はさらに難しくなります。たとえば、ペリカンに関する研究では、V 飛行によって節約がいかに効果的であるかが示されています。編隊を組んで後続する鳥の脈拍と翼の鼓動は、前を飛んでいる鳥の脈拍と翼の鼓動よりも明らかに低いのです。この節約効果は、鳥が翼を羽ばたくか滑空するかに関係なく、鳥の位置のみから生じます。
ランダムなフラッターか、それともターゲットを絞ったリズムでしょうか?
問題は、ほとんどの鳥は空中を無限に滑空するのではなく、翼を絶えず上下に動かし続けることです。理論的には、賢く「時間内に飛行」することで、さらに多くのエネルギーを節約できる可能性があります。しかし、そのためには、鳥が常に目の前の人の方向を向いて、8の字を描く漕ぎ手のように協調して動く必要があります。 「鳥がすでに複雑な飛行において、このさらなる複雑さに対処できるかどうかは未解決のままです」とロンドン大学のスティーブン・ポルトガル教授らは説明する。この知識のギャップを埋める良い機会が得られました。
オーストリアでは現在、キタハゲトキ (Geronticus eremita) が生物学者によって飼育され、野生に放たれています。このガチョウほどの大きさのトキは、かつてはここでよく見られましたが、中央ヨーロッパでは 17 世紀以降絶滅しました。放たれたヒナたちがイタリアの冬営地に確実にたどり着くように、キタハゲトキチームの生物学者は、超軽量飛行機でヒナたちの前を飛行し、道順を示します。ポルトガルとその同僚にとって、これはV字編隊で飛ぶこれらの鳥の飛行行動を詳しく観察する機会となった。彼らは、位置、加速度、さらに翼の鼓動を記録する小型センサーを開発しました。 14羽の若いハゲトキには、飛行が始まる前にこれらのセンサーが装備されていました。
ウイングビートをフレキシブルに調整
結局のところ、受動的な滑空はキタトキの中で実際には例外であり、彼らは 97% の時間で積極的に羽ばたきました。しかし、研究者らが報告しているように、これは決してランダムに起こったわけではない。ハゲトキが典型的な V 姿勢で、約 45 度オフセットし、伴侶の後ろ約 1.20 メートルで飛んだ場合、前方のトキとほぼ正確に同期して羽ばたきました。彼の翼の先端は、翼が描いた空中の道を正確にたどっていました。 「これにより、鳥は羽ばたきのサイクルのほぼ全体を通して、前を飛ぶ鳥によって生成される揚力を利用できるようになります」と科学者たちは説明します。
しかし、若いハゲトキたちは、ずっとこの理想的なＶ陣形を保っていたわけではない。個々の動物は繰り返し位置を変え、前を飛んでいる同種の動物のすぐ後ろに短時間ぶら下がっていましたが、これは空気力学的観点からは実際にはかなり不利な位置でした。しかし、センサーが明らかにしたように、キタトキは羽の鼓動を調整することで本能的にこれに対抗した。キタトキは一斉に動くのではなく、まったく反対方向に羽を動かすようになった。前を飛んでいる鳥が羽を上げれば羽を下げ、その逆も同様だ。この反動により、前方の航空機によって発生する下降気流の悪影響が軽減されました。
しかし、研究者らが説明するように、この柔軟な適応は非常に驚くべきものである。これまで、鳥は必要な感覚フィードバックと組み合わせて必要な複雑な飛行力学を習得できるとは考えられていなかった。 「今回の研究結果は、鳥たちが同種の翼の経路を驚くべき方法でたどっており、空間後方乱気流の構造を本能的に理解していることを示している」とポルトガルと彼の同僚は述べている。
