Ptáci se jedovatým hadům vyhýbají instinktivně. Co když stejně namalujeme větrníky?

Každý rok zahyne v důsledku srážek s větrnou turbínou odhadem dva až šest ptáků a čtyři až sedm netopýrů na každý megawatt instalovaného výkonu. Organizace Renewable Energy Wildlife Institute tato čísla dokumentuje a zároveň upozorňuje, že v absolutních číslech jde oproti jiným příčinám úhynu ptáků o relativně malé množství. Jenže pro ohrožené a vzácné druhy hraje každý jedinec roli – a větrná energetika se globálně rozrůstá tak rychle, že kumulativní dopad na populace ptáků a netopýrů nelze ignorovat. Inženýři a biologové hledají řešení roky. Nejnovější přišlo přímo z evoluční biologie.

Aposematismus: varovný signál starý stovky milionů let

Korálový had má červené, žluté a černé pruhy. Jedovatá šípová žába září oranžově nebo kobaltově modře. Sršeň je žlutočerná. Tato barevnost není náhoda ani estetická libůvka přírody – jde o evoluční strategii nazývanou aposematismus: výrazné zbarvení signalizující nebezpečí nebo nepoživatelnost, které predátoři v průběhu vývoje naučili se asociovat s nepříjemnou zkušeností. Ptáci jsou mezi hlavními příjemci těchto signálů, protože jsou to barevně vidící predátoři s dobře vyvinutým asociativním učením. Červená, oranžová a žlutá v kombinaci s kontrastním černým vzorem patří k nejsilnějším varovným signálům v živočišné říši.

Logická otázka zněla: co se stane, když tento evoluční signál aplikujeme na věc, která ptákům škodí, ale není živočichem? Tým vědců z Helsinské univerzity, University of Exeter a dalších institucí pod vedením Johanny Mappes a George Hancocka se rozhodl tuto otázku zodpovědět experimentálně.

Experiment s dotykovým displejem pro ptáky

Výzkumný design byl přitom metodologicky elegantní. Ptáci – testovací subjekty – byli umístěni před video obrazovku v kontrolovaném laboratorním prostředí. Pouštěly se jim záznamy rotujících větrných turbín s různými barevnými schématy lopatek: klasické bílé lopatky, jedna lopatka nabarvená černě, lopatky s červenobílými pruhy a lopatky s nově navrženým biomimetickým vzorem inspirovaným varovným zbarvením jedovatých živočichů – kombinací červené, černé a žluté.

Přístupy ptáků k obrazovce a jejich chování byly zaznamenávány. Hancock způsob testu okomentoval lapidárně: pomocí dotykové obrazovky speciálně navržené pro ptáky tým využíval hry ke zkoumání jejich chování a ekologie simulací scénářů reálného světa, aniž by ptáci byli vystaveni skutečnému nebezpečí.

Výsledky studie publikované v časopise Behavioral Ecology byly jednoznačné a v jednom ohledu překvapivé: ptáci se vyhýbali všem barevným variantám výrazně více než bílým lopatkám. Nejúčinnější ze všech byl nový biomimetický vzor inspirovaný jedovatými živočichy. Mappes situaci shrnula jasně: bílé lopatky, které jsou globálně nejrozšířenějším standardem, se ukázaly jako nejhorší možná volba z hlediska ptáků. Relativně jednoduchá vizuální změna by mohla snížit ptačí mortalitu v souvislosti s větrnými elektrárnami.

Proč bílá lopatka zabíjí

Důvod, proč bílé lopatky představují pro ptáky větší riziko než tmavé nebo barevné, je kombinací několika faktorů. Bílý povrch je vůči typickému pozadí oblohy málo kontrastní, takže rotující lopatky ptáci obtížně rozpoznávají jako pohybující se tělesa. Tmavé nebo výrazně barevné lopatky naopak vytvářejí vůči světlé obloze kontrast, který ptáci snáze zachytí periferním viděním – a stačí jim méně času na vyhodnocení situace a únikový manévr.

Předchozí výzkumy tuto logiku potvrzují. Studie testující efekt jedné černé lopatky na větrných turbínách prokázala snížení mortality dravých ptáků – u tetřevů a dravců byl pozorován úbytek srážek, protože kontrast jedné tmavé lopatky narušil optický efekt „mizejícího kotouče" způsobený vysokou rychlostí otáčení. Biomimetický přístup nyní jde dál: místo kontrastu jako takového využívá evolučně zakódovanou averzi, která u ptáků funguje bez předchozí zkušenosti.

Vrozená averze nebo naučená opatrnost?

Otázka, zda ptáci reagují na varovné barvy vrozeně nebo na základě zkušenosti, je v evoluční biologii diskutovaná. Výzkumy ukazují, že ptáci mají jak vrozenou averzi k určitým barevným kombinacím typickým pro jedovatá zvířata, tak schopnost rychle se sociálně učit vyhýbat se novým varovným signálům. Obě složky jsou přitom relevantní pro aplikaci na větrné turbíny: vrozená opatrnost by fungovala okamžitě a bez nutnosti předchozí negativní zkušenosti konkrétního jedince, zatímco sociální učení by efekt postupně posilovalo v celých hejnech a koloniích.

Hancock efekt vyjádřil otevřeně: vědci sice dlouho věděli, že ptáci mění své chování vůči objektům s varovnými barvami, ale vidět tak výrazný účinek bylo pozoruhodné. Fráze „tak výrazný účinek" není v odborném textu obvyklá. Výzkumníci ji použili záměrně.

Od laboratoře k průmyslovému standardu

Autoři studie sami upozorňují na to, co jejich výsledky zatím nejsou: laboratorní experiment s kontrolovanými podmínkami nelze přímo přenést na reálné větrné turbíny v různých krajinách, klimatech a s různými druhy ptáků. Mappes v závěru komentáře k výzkumu uvedla, že pokud budou výsledky potvrzeny v praktických podmínkách v různých zemích a s různými ptačími druhy, mohla by jít o zásadní změnu pro celý průmysl větrné energie.

Cesta od laboratoře k průmyslovému standardu bývá dlouhá. V tomto případě ale existuje silný motivační argument: přebarvení lopatek je ve srovnání s jinými technickými řešeními – jako jsou akustické odpuzovače, radarové systémy nebo zastavování turbín při detekci ptáků – levná a pasivní intervence bez provozních nákladů. Pokud polní testy v různých geografických podmínkách výsledky laboratorního experimentu potvrdí, průmysl větrné energie bude mít k dispozici řešení financovatelné z rozpočtu na nátěr. Autoři navíc naznačují, že podobné přístupy by mohly být aplikovány i na jiné lidské stavby ohrožující ptáky – elektrická vedení a prosklené fasády budov. Evoluce si dala s varovnými barvami čas. Větrná energetika teď může využít výsledek jejího miliónletého výzkumu.