E19 Dinámica colectiva

Tópico

El comportamiento colectivo de una bandada de aves emerge de las interacciones locales entre los individuos que la forman, sin que exista ningún coordinador central ni ningún plan global que dirija a la bandada como un todo.

Las murmuraciones de estorninos son el ejemplo más espectacular de este comportamiento colectivo: grupos de hasta un millón de aves que forman y reforman, en el aire, patrones de una belleza matemática extraordinaria, sin que ningún estornino líder coordine ese movimiento colectivo desde el centro o desde el frente de la bandada.

En lugar de responder a un líder, cada estornino de la murmuración sigue únicamente reglas simples basadas en la posición de sus seis o siete vecinos más cercanos, sin importar la distancia física real que lo separa de ellos: lo que cuenta para cada estornino no es cuántos metros lo separan de esos vecinos, sino cuántos vecinos tiene, siempre los mismos seis o siete más próximos.

El resultado macroscópico de que cada estornino siga estas reglas simples basadas en sus vecinos más cercanos es la propia murmuración: un sistema complejo cuyas propiedades —la forma cambiante de la nube de aves, la velocidad con la que se propaga una perturbación a través de ella— emergen del nivel de interacción microscópico entre cada estornino y sus vecinos, sin que ninguna de esas propiedades macroscópicas esté programada en las reglas individuales de un solo estornino.

Este comportamiento colectivo cumple, además, dos funciones ecológicas concretas. La primera es la defensa frente a predadores: una bandada densa confunde al predador que intenta interceptar a un individuo concreto dentro de ella, y diluye el riesgo que corre cada ave por separado, porque un predador que ataca a una murmuración completa tiene mucho más difícil resolver el mismo problema geométrico de intercepción que le resultaría fácil resolver contra un ave aislada.

La segunda función ecológica es la optimización energética colectiva: en las formaciones migratorias, el liderazgo de la formación rota entre los distintos individuos a lo largo del tiempo, de modo que el ahorro energético que la posición correcta dentro de una formación le proporciona a un ave seguidora se extiende, con esa rotación, a todos los individuos de la bandada por turnos, en vez de beneficiar siempre a los mismos pocos individuos que nunca ocupan la posición de líder.

Las leyes físicas que gobiernan este comportamiento colectivo, desde las reglas simples de vecinos más cercanos hasta la forma en que una perturbación se propaga a través de toda la bandada, son las mismas leyes físicas que gobiernan el comportamiento colectivo de peces, de insectos, o incluso de moléculas durante una transición de fase, de modo que entender la murmuración de un estornino y entender la transición de fase de un material comparten, en el fondo, la misma física del comportamiento colectivo.

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