در ۸ آوریل ۲۰۲۴، روز به‌طور موقت به شب تبدیل شد. در سراسر آمریکای شمالی، هنگامی که سایه‌ی ماه از مازاتلان تا نیوفاندلند عبور کرد، پرندگان ناگهان ایستادند، آواز خواندند یا دچار هیجان شدند. برای چهار دقیقه و پانزده ثانیه، آسمان بلومینگتون در ایالت ایندیانا در تاریکی فرو رفت. این پدیده نادر آسمانی، فرصتی بی‌نظیر برای دانشمندان فراهم کرد تا بررسی کنند تاریکی ناگهانی چه تأثیری بر پرندگان وحشی دارد.
آغاز آوازهای غیرمنتظره در دل تاریکی
تیمی از پژوهشگران به سرپرستی لیز آگویلار، دانشجوی دکترای دانشگاه ایندیانا در آزمایشگاه کیمبرلی روزوال، این فرصت را مغتنم شمردند. یافته‌های آن‌ها نشان داد که حتی چند دقیقه تاریکی می‌تواند ریتم طبیعی رفتار پرندگان را مختل کند.
در این پروژه، پژوهشگرانی از دانشکده علوم اطلاعات، محاسبات و مهندسی Luddy School نیز همکاری کردند تا با استفاده از هوش مصنوعی و علم شهروندی، تغییرات رفتاری پرندگان را در زمان واقعی بررسی کنند.
زمانی که شب به‌طور غیرمنتظره فرارسید، بسیاری از پرندگان شروع به آواز خواندن کردند، گویی سپیده‌دمی تازه در حال طلوع بود. این «سپیده‌دم کاذب» نشان داد که پرندگان تا چه اندازه به نور برای تنظیم رفتار خود وابسته‌اند.
خورشیدگرفتگی باعث شد بیش از نیمی از گونه‌های پرندگان مشاهده‌شده، الگوهای فعالیت خود را تغییر دهند؛ از آوازهای ناگهانی گرفته تا سکوت‌های کامل.
پیوند جامعه و علم؛ تولد پروژه SolarBird
این پروژه زمانی آغاز شد که جو آن تریسی، معاون پژوهش و مدیر ارتباطات علمی، گروهی از آموزگاران را برای برنامه‌ریزی فعالیت‌های عمومی مربوط به خورشیدگرفتگی گرد هم آورد. در همان جلسه، آگویلار با پاول مکلین، استاد دانشکده Luddy، آشنا شد. حاصل این همکاری، شکل‌گیری ایده‌ای بود که هیجان عمومی را با پژوهش علمی تلفیق کرد.
نتیجه این همکاری، اپلیکیشنی به نام SolarBird بود؛ برنامه‌ای که به مردم امکان می‌داد داده‌های واقعی درباره رفتار پرندگان را هم‌زمان با خورشیدگرفتگی ثبت کنند.
آگویلار گفت: «دانشمندان نمی‌توانند هم‌زمان در هزار مکان حضور داشته باشند. این اپلیکیشن با تکیه بر مشارکت مردم، این مشکل را برطرف می‌کند.»
شرکت‌کنندگان تنها کافی بود ۳۰ ثانیه پیش از خورشیدگرفتگی، در زمان وقوع آن و بلافاصله پس از پایان، رفتار پرندگان را مانند آواز خواندن، پرواز یا تغذیه ثبت کنند. این برنامه موقعیت مکانی (GPS) و درصد پوشش خورشید توسط ماه را نیز ذخیره می‌کرد.
مکلین گفت: «یکی از اهداف اصلی ما این بود که فرآیند ثبت داده‌ها را برای تازه‌کارها ساده کنیم و در عین حال مانع از لذت آن‌ها از پدیده خورشیدگرفتگی نشویم.»
مشاهده پرندگان توسط هزاران نفر
نتیجه شگفت‌انگیز بود. اپلیکیشن SolarBird بیش از ۱۱ هزار مشاهده از سوی بیش از ۱۷۰۰ کاربر در سراسر قاره جمع‌آوری کرد.
آگویلار گفت: «برای ما مهم بود که نام شرکت‌کنندگان در مقاله علمی منتشر شود. این کار نشانه‌ای از ارزش واقعی همکاری جامعه با علم است.»
مکلین افزود: «وقتی همان شب به داده‌ها نگاه کردیم، فهمیدیم که جامعه واقعاً جادوی خود را انجام داده است.»
در همین حال، تیم روزوال از ضبط‌کننده‌های خودکار صدا در اطراف بلومینگتون استفاده کرد تا اصوات پرندگان را قبل، حین و پس از خورشیدگرفتگی ثبت کند. داستین رایکارد، پژوهشگر دانشگاه اوهایو وسلیان، در تحلیل نزدیک به ۱۰۰ هزار صدای پرندگان با کمک سامانه هوش مصنوعی BirdNET مشارکت داشت.
تغییر در آواز پرندگان هنگام تاریکی کامل
نتایج نشان داد رفتار پرندگان تغییر چشمگیری داشت. در طول خورشیدگرفتگی، ۱۲ گونه پرنده الگوی آواز خود را تغییر دادند؛ برخی ساکت شدند و برخی دیگر فعال‌تر از همیشه آواز خواندند.
پس از بازگشت نور خورشید، ۱۹ گونه فعالیت صوتی خود را افزایش دادند و نوعی هم‌خوانی مشابه آواز سپیده‌دم را تجربه کردند. برای مثال، سارها شش برابر بیشتر از حالت عادی آواز خواندند و جغدهای راه‌راه نیز چهار برابر بیشتر صدا زدند.
تحلیل‌ها نشان داد پرندگانی که معمولاً هنگام طلوع آفتاب آواز می‌خوانند، بیشترین واکنش را داشتند. این یافته‌ها ثابت کرد که حتی چهار دقیقه تاریکی می‌تواند ساعت زیستی پرندگان را بازتنظیم کند.
تیم آگویلار دریافت که پرندگان آوازخوان صبح‌گاهی، بلافاصله پس از بازگشت نور، آواز جدیدی را آغاز کردند؛ نشانه‌ای از حساسیت دقیق آن‌ها به تغییرات نوری.
شبِ دروغین، اثرات واقعی
پایه نظری این مطالعه به علم زیست‌شناسی شبانه‌روزی مربوط می‌شود. مانند دیگر موجودات زنده، پرندگان نیز از چرخه‌های روشنایی و تاریکی برای هماهنگ‌سازی فعالیت‌های روزانه و فصلی خود استفاده می‌کنند. خورشیدگرفتگی به‌عنوان یک «آزمایش طبیعی عظیم»، به‌طور موقت این چرخه را قطع کرد و نشان داد که چگونه تاریکی ناگهانی می‌تواند ساعت درونی پرندگان را بازنشانی کند.
پژوهشگران این پدیده را معکوس اثر نور مصنوعی در شب دانستند؛ نوری که ریتم زیستی حیوانات را مختل و اکوسیستم‌ها را در سراسر جهان دچار دگرگونی می‌کند.
این آزمایش نشان داد که عامل اصلی در رفتار پرندگان، صرفاً زمان نیست بلکه نور است. حتی یک «شب دروغین» چند دقیقه‌ای می‌تواند تغییراتی گسترده در گونه‌های مختلف ایجاد کند.
تیم پژوهشی تأکید کرد که چنین واکنش‌هایی بیانگر حساسیت بالای حیوانات نسبت به تغییرات سریع نور است، بی‌آنکه عواملی مانند دما یا وضعیت هوا نقشی داشته باشند.
پیوند هوش مصنوعی و خورشیدگرفتگی
به گفته‌ی روزوال، این مطالعه با پژوهش‌های آزمایشگاهی سنتی متفاوت بود. در حالی که در آزمایشگاه معمولاً از شرایط نور ثابت یا تاریکی کامل استفاده می‌شود، خورشیدگرفتگی فرصتی فراهم کرد تا در دنیای واقعی و بدون دخالت انسانی، واکنش طبیعی حیوانات بررسی شود.
ترکیب تحلیل مبتنی بر هوش مصنوعی با مشارکت مردمی، نشان داد که بازگشت نور خورشید یکی از قدرتمندترین محرک‌های طبیعی است.
روزوال گفت: «وقتی خورشید را خاموش کنید، حتی برای چند دقیقه، بدن پرندگان به‌قدری تنظیم‌شده با نور است که بلافاصله مانند آغاز صبح واکنش نشان می‌دهد.»
این یافته‌ها اهمیت گسترده‌ای دارد و می‌تواند به درک بهتر اثرات شهرنشینی و نور مصنوعی بر رفتار حیوانات و اکوسیستم‌ها کمک کند.
شگفتی مشترک، دانش مشترک
روزوال معتقد است ترکیب فناوری و مشارکت عمومی، گامی تازه در علم بوم‌شناسی مدرن است. او گفت: «واضح بود که مشارکت در این پروژه، لذت مردم از پدیده خورشیدگرفتگی را چند برابر کرد. برای من هم همین‌طور بود.»
برای آگویلار، این پروژه افتخارآمیزترین کار دوران تحصیلش باقی مانده است. روزوال افزود: «این پژوهش نشان داد که گاهی تنها نیاز به یک ایده خلاق و اشتیاق واقعی است تا بتوان کاری اثرگذار و بزرگ انجام داد.»
این تحقیق با حمایت کنسرسیوم فضایی ایندیانا و بنیاد ملی علوم ایالات متحده انجام شد. ترکیب هوش مصنوعی، مشارکت مردمی و پدیده‌ای نادر، نشان داد که وقتی خورشید پنهان می‌شود، علم درخشان‌تر از همیشه می‌تابد.
نتایج این مطالعه در مجله Science منتشر شده است.
جمع‌بندی
این پژوهش نشان داد که حتی چند دقیقه تاریکی در اثر خورشیدگرفتگی می‌تواند ساعت زیستی پرندگان را بازتنظیم کند و الگوهای طبیعی آواز و فعالیت آن‌ها را تغییر دهد.
اگر از تأثیرات پدیده‌های طبیعی بر حیوانات شگفت‌زده شدی، مقاله «چگونه تغییرات اقلیمی بر مهاجرت پرندگان تأثیر می‌گذارد» را هم بخوان و دیدگاهت را در بخش نظرات بنویس!
