La ciencia detrás de una de las mejores exhibiciones de la naturaleza

La ciencia detrás de una de las mejores exhibiciones de la naturaleza
Menno Schaefer / shutterstock

Observar murmullos de estornino mientras las aves se lanzan en picado, se zambullen y ruedan por el cielo es uno de los grandes placeres de una noche oscura de invierno. De Nápoles a Newcastle, estas bandadas de aves ágiles están haciendo la misma exhibición acrobática increíble, moviéndose en perfecta sincronía. Pero, ¿cómo lo hacen? ¿Por qué no se estrellan? ¿Y cuál es el punto?

De vuelta en los 1930, un destacado científico sugirió que las aves deben tener poderes psíquicos para operar juntos en un rebaño. Afortunadamente, la ciencia moderna está empezando a encontrar mejores respuestas.

Para entender lo que están haciendo los estorninos, volvemos a 1987 cuando el científico informático pionero Craig Reynolds creó un simulación de una bandada de pájaros. Estos "boids", como Reynolds llamó a sus criaturas generadas por computadora, siguieron solo tres reglas simples para crear sus diferentes patrones de movimiento: las aves cercanas se moverían más separadas, las aves alinearían su dirección y velocidad, y las aves más distantes se acercarían.

Algunos de estos patrones se utilizaron para crear grupos de animales de apariencia realista en las películas, comenzando con Batman Returns en 1992 y sus Enjambres de murciélagos y "ejército" de pingüinos.. Fundamentalmente, este modelo no requería una guía de largo alcance o poderes sobrenaturales, solo interacciones locales. El modelo de Reynolds demostró que un rebaño complejo era realmente posible a través de individuos que seguían reglas básicas, y los grupos resultantes ciertamente "parecían" a los de la naturaleza.

Desde este punto de partida surgió un campo completo de modelado de movimientos de animales. Hacer coincidir estos modelos con la realidad se logró espectacularmente en 2008 por un grupo en Italia que pudo filmar murmullos de estornino en la estación de tren de Roma, reconstruir sus posiciones en 3D y mostrar las normas que estaban siendo utilizados. Lo que encontraron fue que los estorninos buscaban coincidir con la dirección y la velocidad de los siete vecinos más cercanos, en lugar de responder a los movimientos de todas las aves cercanas que los rodeaban.

Cuando vemos un murmullo de pulsos en ondas y se arremolinan en matrices de formas, a menudo aparece como si hubiera áreas donde las aves disminuyen la velocidad y se vuelven más densas, o donde se aceleran y se expanden. De hecho, esto se debe en gran parte a una ilusión óptica creada por la bandada de 3D que se proyecta en nuestra visión del mundo de 2D, y de la ciencia. modelos Sugiera que las aves vuelan a una velocidad constante.

Gracias al esfuerzo de los científicos de computación, físicos teóricos y biólogos del comportamiento, ahora sabemos cómo se generan estas murmuraciones. La siguiente pregunta es ¿por qué ocurren? ¿Qué causó que los estorninos evolucionaran en este comportamiento?


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Una explicación simple es la necesidad de calor en la noche durante el invierno: las aves necesitan reunirse en sitios más cálidos y descansar cerca para mantenerse con vida. Los estorninos pueden embalarse en un sitio de descanso: camas de caña, setos densos, estructuras humanas como andamios, a más de 500 aves por metro cúbico, a veces en bandadas de varios millones de aves. Tales altas concentraciones de aves serían un objetivo tentador para los depredadores. Ningún ave quiere ser el que un depredador escoge, por lo que la seguridad en números es el nombre del juego, y las masas en remolino crean un efecto de confusión que impide que un solo individuo sea atacado.

La ciencia detrás de una de las mejores exhibiciones de la naturaleza
Los estorninos no son psíquicos, solo son buenos para seguir las reglas.
Fotografía de Adri / shutterstock

Sin embargo, los estorninos a menudo viajan a refugios de muchas decenas de kilómetros de distancia, y consumen más energía en estos vuelos de los que podrían ahorrarse al posarse en lugares ligeramente más cálidos. Por lo tanto, la motivación para estos esfuerzos colosales debe ser más que solo la temperatura.

La seguridad en los números podría impulsar el patrón, pero una idea interesante sugiere que se pueden formar bandadas para que las personas puedan compartir información sobre el forrajeo. Este el "hipótesis del centro de información”, Sugiere que cuando los alimentos son irregulares y difíciles de encontrar, la mejor solución a largo plazo requiere el intercambio mutuo de información entre un gran número de personas. Así como las abejas comparten la ubicación de los parches de flores, las aves que encuentran comida un día y comparten información de la noche a la mañana se beneficiarán de información similar otro día. Aunque un gran número de aves se unen cuando la comida es más escasa, lo que parece proporcionar cierto apoyo limitado a la idea, hasta ahora ha demostrado ser extremadamente difícil probar adecuadamente la hipótesis general.

Nuestra comprensión de los grupos de animales en movimiento se ha ampliado enormemente en las últimas décadas. El siguiente desafío es comprender las presiones evolutivas y adaptativas que han creado este comportamiento, y lo que podría significar para la conservación a medida que esas presiones cambian. Posiblemente podamos adaptar nuestra comprensión y usarla para mejorar el control autónomo de los sistemas robóticos. Quizás el comportamiento en hora punta de los autos automatizados del futuro se basará en los estorninos y sus murmuraciones.La conversación

Acerca de los Autores

A. Jamie Wood, Profesor titular, Departamento de Biología y Matemáticas, Universidad de York y Colin Beale, profesor titular de ecología, Universidad de York

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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