cómo una bandada de pájaros puede volar y moverse juntos

Una bandada oscura de dunlins corre directamente sobre un pantano, hasta que aparece un Merlín y todos viran al mismo momento, mostrando sus partes inferiores blancas brillantes y reorganizando su grupo en forma de reloj de arena con una rapidez sorprendente., Un murmullo distante de estorninos-y sí, ese es realmente el término maravilloso para un grupo de estas aves a menudo difamadas—10,000 o más, ruedan «como una huella dactilar borracha a través del cielo», como escribió El poeta Richard Wilbur, manchando el horizonte del atardecer con la rapidez de una medusa pulsante.

desde tiempos primitivos la gente ha visto masas de aves moviéndose como una y se ha preguntado cómo lo hacen. Los antiguos romanos tenían su explicación: Los Dioses, creían, insinuaban sus intenciones en la forma en que volaban los pájaros., Los científicos de principios del siglo 20, quizás casi tan crédulos, buscaron a tientas conceptos misteriosos e incluso místicos como la» telepatía natural «o un » alma grupal».»»Es pensamiento transfundido, transferencia de pensamiento-pensamiento colectivo prácticamente. ¿Qué más puede ser?»mused one British naturalist, rather plaintively, in 1931.

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muchas aves acuden, por supuesto., Pero solo un puñado relativo realmente vuelan juntos, creando lo que el biólogo Frank Heppner de la Universidad de Rhode Island, en la década de 1970, propuso llamar «bandadas de vuelo»: es decir, líneas o grupos altamente organizados. Pelícanos, gansos y otras aves acuáticas forman líneas y Vs, presumiblemente para aprovechar los factores aerodinámicos que ahorran energía. Pero las bandadas más impresionantes son sin duda las que forman grandes masas de forma irregular, como estorninos, aves playeras y mirlos., A menudo vuelan a velocidades de 40 millas o más por hora, y en un grupo denso el espacio entre ellos puede ser solo un poco más que la longitud de su cuerpo. Sin embargo, pueden hacer giros asombrosamente agudos que parecen, a simple vista, conducirse completamente al unísono. Imagine hacer maniobras evasivas sin aprender en conjunto con todos los demás conductores que se mueven rápidamente a su alrededor en una autopista, y tendrá una idea de la dificultad que implica.

No es de extrañar que los observadores se hayan quedado a tientas buscando una explicación., Cuando Heppner, ahora semi-retirado, comenzó a estudiar las bandadas de palomas hace más de 30 años, sugirió que se comunicaran a través de algún tipo de «radio biológica» neurológica.»

» el hecho de que no fuéramos sacados de la ciudad es una indicación de lo desesperados que estábamos para explicar estas cosas», dice ahora.

hoy, Sin embargo, las innovaciones tecnológicas, desde la fotografía de alta velocidad hasta las simulaciones por computadora, han permitido a los biólogos ver y analizar bandadas de aves como nunca antes. También lo ha hecho una nueva ola de interés de otros científicos, incluidos matemáticos, físicos e incluso economistas., Como resultado, los investigadores están más cerca que nunca de realmente entrar en la mente del rebaño.

«Hay mucho que no sabemos ahora», dice Heppner, » pero creo que en realidad vamos a saber cómo y por qué las aves vuelan en grupos organizados dentro de cinco años.»

en un nivel, durante mucho tiempo ha sido obvio lo que sucede cuando los animales sincronizan sus movimientos, ya sean patos, ñus, arenques o insectos sociales. Más ojos y oídos significan mayores oportunidades de encontrar comida y mejores posibilidades de detectar un depredador a tiempo.,

es cuando un depredador se lanza, sin embargo, que estar en una multitud realmente vale la pena. Numerosos estudios han demostrado que las personas que viajan en grupos son casi siempre más vulnerables cuando se alejan por sí mismas. Eso se debe en gran parte a las cosas desconcertantes que un ensamblaje puede hacer. Al girar rápidamente o simplemente inclinarse un poco sobre su eje, los dunlins pueden cambiar la apariencia de su plumaje de oscuro (sus partes superiores) a claro (sus partes inferiores), creando un rápido efecto intermitente que podría asustar o confundir a los depredadores., Los estudios han demostrado que los merlines cazando aves playeras son de hecho más exitosos cuando están persiguiendo individuos. Los halcones van detrás de multitudes apretadas de dunlins y otras aves playeras, pero esas cacerías tienen más probabilidades de tener éxito cuando el ataque hace que un pájaro solitario se extravíe. La seguridad en los números, en otras palabras: las aves que permanecen juntas tienden a sobrevivir juntas.

«ser soltero siempre es más arriesgado», dice Claudio Carere, un ornitólogo italiano que participa en un estudio colaborativo de estorninos en bandadas en Roma.,

el biólogo evolucionista británico William Hamilton, en 1971, acuñó el término «rebaño egoísta» para describir este fenómeno. Cada miembro de un rebaño, escribió, actúa por simple interés propio. Cuando un depredador se acerca a una bandada, todos los individuos del grupo se mueven hacia el lugar más seguro, es decir, el centro del grupo, con el fin de reducir las posibilidades de ser capturados. Las observaciones de aves playeras juveniles han dado a entender que les puede tomar un tiempo para acostumbrarse a esto, porque aprenden a formar congregaciones cohesivas solo con el tiempo., A medida que lo hacen, la selección natural dicta que las aves menos capaces de colgar con el grupo son más propensos a ser capturados por los depredadores.

el interés propio por sí mismo puede explicar muchas de las dinámicas observadas del movimiento de la bandada, como la densidad. Pero no puede explicar cómo las aves obtienen la información que necesitan para moverse en sincronía y evitar un depredador. No hay manera de que todos los miembros del grupo puedan ver un halcón volando rápido al mismo tiempo. ¿Cómo, entonces, pueden saber en qué dirección moverse para evitarlo?

una pista provino de estudios de peces., Muchas especies de escolaridad maniobran tan intrincadamente como las bandadas de aves más cohesivas, y son mucho más fáciles de estudiar, porque se pueden observar y fotografiar desde arriba en tanques abiertos. En la década de 1960, un biólogo Ruso, Dmitrii Radakov, probó escuelas y descubrió que pueden evitar con éxito a los depredadores, en su conjunto, si cada pez simplemente coordina sus movimientos con los de sus vecinos. Incluso si solo un puñado de individuos saben de dónde viene un depredador, escribió, pueden guiar una gran escuela iniciando un giro que sus vecinos emulan—y los vecinos de sus vecinos, y así sucesivamente., A diferencia de las bandadas lineales de gansos, que tienen un líder claro, los grupos son democráticos. Desde la base; cualquier miembro puede iniciar un movimiento que otros seguirán.

refinar la teoría de Radakov tuvo que esperar hasta la década de 1980, cuando los programadores informáticos comenzaron a crear modelos que muestran cómo los grupos Animales simulados pueden responder a los movimientos de los individuos dentro de ellos. Resulta que solo tres reglas simples bastan para formar grupos estrechamente cohesionados., Cada animal necesita evitar chocar con sus vecinos inmediatos, ser generalmente atraído por otros de su tipo, y moverse en la misma dirección que el resto del grupo. Conecte esas tres características en un modelo de computadora, y usted puede crear «enjambres virtuales» de cualquier tipo de criaturas que te gusta. Cambian de densidad, alteran su forma y se convierten en un centavo, al igual que lo hacen las aves del mundo real. Los creadores de películas, desde el Rey León hasta buscando a Nemo, han utilizado un software similar para representar movimientos de aspecto realista en grandes grupos, ya sea estampando ñus o medusas a la deriva.,

el mundo real, sin embargo, no funciona como un software. Un problema con el modelo básico es que no explica adecuadamente cómo las bandadas de aves pueden reaccionar tan rápido como lo hacen. Eso es algo que Wayne Potts se dio cuenta cuando era un estudiante graduado a finales de la década de 1970. ahora un biólogo en la Universidad de Utah, Potts terminó estudiando dunlins en Puget Sound. Al hacer películas de sus rebaños y analizar, cuadro por cuadro, cómo se movía cada pájaro individual, fue capaz de mostrar que un giro ondula a través de un rebaño al igual que una ola de porristas pasa a través de los aficionados al deporte en un estadio., Explicó el hallazgo con el nombre de su teoría: la » hipótesis de la línea del coro.»Una bailarina individual que espera a que su vecino inmediato se mueva antes de iniciar su patada será demasiado lenta; de manera similar, un dunlin observa una serie de aves a su alrededor, no solo a sus vecinos más cercanos, en busca de señales. Este hallazgo puso fin a la vieja idea de la telepatía.

«La Ola se propagaba a través del rebaño al menos tres veces más rápido de lo que podría explicarse si solo estuvieran observando a sus vecinos inmediatos», dice Potts. «Pero probablemente no había nada extrasensorial pasando.,»

cada año bandadas de muchos miles de estorninos invernan en grandes dormideros en Roma. Manchando el cielo cada tarde, justo antes del anochecer, vuelan desde los olivares rurales donde alimentan a los viajeros fieles a la inversa, como Rachel Carson escribió una vez sobre los hábitos predecibles de las aves. Miles se unen y forman densas esferas, elipses, columnas y líneas onduladas, cambiando secuencialmente la forma de sus rebaños en cuestión de momentos. Exasperan a muchos residentes, que se cansan de los excrementos que dejan atrás. A otros les encantan sus elaboradas exhibiciones.,

«a medida que se acercan a los dormideros, los estorninos son atacados regularmente por halcones y muestran un comportamiento de flocado increíble», dice Carere. «Se compactan y descompactan, se dividen y se fusionan, forman’ ondas de terror ‘» – pulsos que se alejan de un halcón que se aproxima en una fracción de segundo. «Esto es algo que a simple vista es fantástico, como las señales de humo de la India.

en los humedales costeros del suroeste de Dinamarca, donde algunas bandadas de estorninos en primavera pueden contar con más de un millón, los lugareños llaman a sus exhibiciones de última hora de la tarde «sol negro» porque literalmente oscurecen el cielo., Pero los estorninos en Roma son particularmente convenientes para estudiar porque uno de sus principales dormideros se encuentra en un parque entre la estación central de ferrocarril de la ciudad y una de las sucursales del Museo Nacional Romano.

Los investigadores de un proyecto colaborativo paneuropeo llamado StarFLAG registraron muchas horas en el techo del histórico Palazzo Massimo del museo en dos inviernos recientes, apuntando un par de cámaras alineadas a bandadas de muchos miles de estorninos realizando exhibiciones acrobáticas., Algunos investigadores habían utilizado previamente la fotografía estereoscópica de alta velocidad para analizar la estructura del conjunto, pero solo pudieron hacerlo con grupos relativamente pequeños. Una vez que una bandada excedía de 20 a 30 aves, su estructura se hacía imposible de separar. «Hay que decir quién es quién en las imágenes de las diferentes cámaras, que se ven muy diferentes entre sí», dice Andrea Cavagna, un físico italiano que trabaja con StarFLAG. «Esto es muy difícil de hacer a simple vista, y totalmente imposible para mil pájaros.,»

mediante el uso de software prestado del campo de la mecánica estadística, que explica las propiedades de los materiales mediante el examen de su estructura molecular, Cavagna y otros físicos han sido capaces de emparejar hasta 2.600 estorninos en diferentes fotografías entre sí. Eso les permite mapear la estructura tridimensional de las bandadas con mucha más precisión que nunca antes., En pantalla, pueden tomar lo que parece al ojo humano como una masa sólida y redondeada de aves y aprender si en realidad es una bola o más bien alguna otra forma más complicada, como un panqueque, una columna o una taza abierta. Pueden verlo desde cualquier ángulo y verlo alterar su forma a 10 fotogramas por segundo.

el resultado ha sido una infusión de observación cuantificable en un campo plagado de especulación. Al acercarse a las reconstrucciones tridimensionales, los investigadores pueden comenzar a comprender las relaciones espaciales que los estorninos individuales tienen entre sí., Han descubierto que por muy densa que parezca una bandada desde el exterior, sus miembros no están distribuidos uniformemente como puntos en una cuadrícula. Más bien, cada miembro tiene una buena cantidad de espacio detrás y delante. Al igual que los conductores en una autopista, a los estorninos no parece importarles tener vecinos cercanos a sus lados, o por encima y por debajo, para el caso, siempre y cuando tengan espacio abierto por delante.

eso tiene sentido, ya que la presencia de un camino claro en la dirección de viaje minimiza la probabilidad de colisiones si las aves necesitan cambiar su curso abruptamente, como es probable cuando un halcón ataca., Pero lo realmente ingenioso de esta asimetría espacial es que los investigadores han sido capaces de usarla para calcular el número de vecinos a los que cada estornino presta mucha atención, una elaboración cuantificada de la idea de la línea de coro de Potts. Al observar las correlaciones entre los movimientos de los estorninos vecinos, pueden mostrar que cada ave Siempre presta atención al mismo número de vecinos, ya sea que estén más cerca o más lejos.

¿Cuántos vecinos hay?, Seis o siete, dice Cavagna, quien señala que los estorninos en bandadas casi siempre pueden ver muchas más aves cercanas, pero el número puede estar estrechamente relacionado con la capacidad cognitiva de las aves. Las pruebas de laboratorio han demostrado que las palomas son fácilmente capaces de discriminar entre hasta seis objetos diferentes, pero no más. Eso parece ser suficiente. Centrarse en más de uno o dos vecinos permite a un estornino maniobrar rápidamente cuando es necesario., Pero al limitar a seis o siete el número de vecinos a los que presta atención, puede evitar saturar su cerebro con información Menos confiable, o simplemente abrumadora, de aves más lejanas.

aún no se sabe si vigilar a esos vecinos es todo lo que hacen. Varios colaboradores de StarFLAG en la Universidad de Groningen, en los Países Bajos, han estado utilizando estas bandadas vigiladas de cerca para calibrar simulaciones por computadora más sofisticadas que cualquier otra utilizada antes para analizar el comportamiento de las bandadas., Están tratando de refinar los modelos creados por los físicos para reflejar con mayor precisión las condiciones reales a las que se enfrentan los estorninos, como la gravedad y el aire turbulento. Los investigadores también están tratando de entender cómo se comunican los estorninos en vuelo; aunque todos están de acuerdo en que usan la vista para navegar en lugares cercanos, eso puede no ser todo lo que usan.

«creo que es acústico y visual», dice Carere, «pero la forma exacta en que funciona nadie sabe.»Sugiere que un estornino puede incluso usar el sentido táctil del aire de los vecinos cercanos para ayudar a guiar su dirección., Claramente, todavía hay mucho que aprender de estas aves más mundanas.

Frank Heppner confía en que los investigadores pronto serán capaces de explicar muchos de estos misterios, incluso mientras continúa cuestionando algunas de las suposiciones más básicas sobre el comportamiento de las multitudes. Se pregunta, por ejemplo, por qué los estorninos Romanos maniobran tan espectacularmente sobre sus lugares de descanso durante muchos minutos antes de establecerse. Si realmente quisieran evitar los halcones, pregunta, ¿no desaparecerían en los árboles más rápidamente? «Lo que hacen no es evitar depredadores», dice. «Invita a los depredadores.,»

él especula que puede haber algún comportamiento fundamental basado en las matemáticas – el tipo de cosa que los físicos llaman una «propiedad emergente», en la que el todo es mucho mayor que la suma de sus partes. Los estorninos pueden hacer lo que hacen simplemente porque su programación individual hace que los comportamientos complejos, como los rebaños, sean inevitables., Los observadores de aves, de todas las personas, deben entender que, ya que saben cuán simples reglas biológicas como un interés humano básico en objetos de colores brillantes, en movimiento pueden conducir a comportamientos impredecibles y aparentemente irracionales, como irse a Brownsville para ver a una Reinita coronada de oro.

«Puede ser que este tipo de comportamientos sean como un subproducto matemático de las reglas que siguen las aves», dice Heppner. «Es completamente posible que obtengas un comportamiento impredecible de las reglas predecibles.»Tal vez los estorninos de Roma arrojen algo de luz sobre la toma de decisiones colectivas por parte de la gente.,

algunos científicos afiliados al proyecto StarFLAG están examinando cómo los votantes afectan las elecciones de los demás, y si las decisiones sobre dónde ubicar nuevas sucursales bancarias constituyen un posible ejemplo de comportamiento de flocado.

tales aplicaciones prácticas de la comprensión de los comportamientos del rebaño podrían valer tanto para algunas personas como conocer las intenciones de los dioses. Sin embargo, probablemente son menos valiosos que un reconocimiento de cómo la gente ya ha afectado a los rebaños., Los estorninos no invernaban en Roma en tales cantidades en los últimos años, pero el cambio climático, combinado con otros factores, ha hecho que la ciudad sea más cómoda para ellos. Las bandadas de muchas aves playeras están disminuyendo a medida que sus hábitats y alimentos se alteran. Y es debido a nosotros, por supuesto, que ya nadie puede disfrutar de la vista de una de las más grandes especies de flocado: la paloma migratoria.

los rebaños de comportamiento humano más por excelencia revelan, sin embargo, pueden resultar ser la búsqueda para entenderlos y disfrutarlos., La gente quiere saber cómo funciona el mundo en general, pero también quieren simplemente apreciarlo. Esos dunlins parpadeantes, y esos estorninos girando como humo negro rápido, seguirán siendo una visión convincente sin importar lo que postulen los modelos informáticos. Al menos en parte, continuarán, como escribió Richard Wilbur, «negándose a ser capturados . . . en las redes y jaulas de mi pensamiento.

esta historia se publicó originalmente en la edición de marzo-abril de 2009 como » Flight Plan.»

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