Slechtvalk vangt wendbare prooien in supersnelle duikvlucht

Computersimulaties laten zien dat slechtvalken in hun supersnelle duikvlucht manoeuvres uitvoeren waarmee ze anders ongrijpbare prooien kunnen grijpen. Dit beschrijven Robin Mills en zijn mede-onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen en Oxford University in hun publicatie in PLOS Computational Biology die op 12 april 2018 verscheen.

Door videocamera’s en gps-trackers aan een slechtvalk te bevestigen, stelden dezelfde onderzoekers al eerder vast dat de valk tijdens zijn aanval manoeuvreert volgens dezelfde principes waarmee ook ballistische raketten worden bestuurd. Het bleef echter onduidelijk waarom de slechtvalk vanaf grote hoogte een duikvlucht inzet met een hogere snelheid dan welk ander dier dan ook. Dit riskante gedrag stelt zeer hoge lichamelijke en cognitieve eisen aan de valk.

Computersimulatie

Om de duikstrategie van de slechtvalk te onderzoeken, ontwikkelden Robin Mills en zijn collega’s een natuurkundige computersimulatie van een jagende valk. In deze simulatie wordt rekening gehouden met de aerodynamica van de duikvlucht: hoe de vogel met zijn vleugels slaat, hoe hij ze vouwt, hoe hij zijn prooi volgt, hoe hij op de bewegingen van de prooi anticipeert en hierop reageert, en hoe hij als een raket naar zijn prooi toestuurt.

Extreem hoge snelheid

De onderzoekers hebben de simulatie miljoenen keren herhaald en hierbij steeds de aanvalsstrategie van de slechtvalk gevarieerd. Zo konden ze aantonen dat de valk door de extreem hoge snelheid van zijn duikvlucht veel hogere aerodynamische stuurkrachten kan ontwikkelen. Hiermee vergroot hij zijn kans dat hij een prooi kan grijpen.

Snelle duikvlucht

Uit de simulatie bleek dat de valk in zijn duikvlucht nauwkeurige stuurbewegingen moet maken voor een succesvolle aanval. Dit maakt de snelle duikvlucht tot een zeer specialistische jachttechniek. De optimale afstemming van de wiskundige wetten voor de sturing van de valk in de simulatie bleken de metingen bij echte valken te benaderen.

Unieke aanvalsstrategieën

Het onderzoeksteam wil de simulatie nu uitbreiden om te kijken waarom verschillende roofvogelsoorten, waaronder haviken en sperwers, unieke aanvalsstrategieën hebben ontwikkeld. Ook willen ze onderzoeken waarom verschillende roofvogels zich specifiek op bepaalde prooidieren richten. Daarbij bekijken ze ook welke vluchttactieken de prooi het beste kan inzetten om aan zijn belager te ontkomen.

Wapenwedloop

"Onze simulaties laten zien waarom slechtvalken vanaf grote hoogte in duikvlucht kunnen aanvallen, met grotere snelheden dan welk ander dier ook," vertelt Mills. "Uiteindelijk willen we begrijpen hoe de wapenwedloop tussen de roofvogel en zijn prooi ertoe heeft geleid dat roofvogels tot de snelste en meest wendbare dieren ter wereld zijn gaan behoren."

• Physics-based simulations of aerial attacks by peregrine falcons reveal that stooping at high speed maximizes catch success against agile prey - Mills R, Hildenbrandt H, Taylor GK, Hemelrijk CK (2018) - PLoS Computational Biology 14(4): e1006044. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1006044 http://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1006044
• Financiering: de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (dossier 823.01.017) heeft een projectsubsidie verleend aan CKH voor het promotietraject van Robin Mills. GKT ontving voor dit project ook een subsidie van de Europese onderzoeksraad (ERC) in het kader van het Europese Horizon 2020-programma voor onderzoek en innovatie. De Dr. J.L. Dobberke Stichting heeft fondsen ter beschikking gesteld voor onderzoeksuitwisseling. De financiers zijn niet betrokken bij de onderzoeksopzet, gegevensverzameling en -analyse of opstelling van het manuscript.