El movimiento colectivo de los animales en un grupo es un tema fascinante de investigación para muchos científicos. Comprender estos comportamientos colectivos a veces puede inspirar el desarrollo de estrategias para promover un cambio social positivo, así como tecnologías que emulan la naturaleza.
Por Ingrid Fadelli, Phys.org
Muchos estudios describen el comportamiento de la bandada como un proceso autoorganizado, en el que los individuos de un grupo adaptan continuamente su dirección y velocidad para finalmente lograr un movimiento «colectivo». Esta perspectiva, sin embargo, no considera la estructura jerárquica exhibida por muchos grupos de animales y los posibles beneficios de tener un «líder» que guíe el camino.
Luis Gómez-Nava, Richard Bon y Fernando Peruani, tres investigadores de la Université Côte d’Azur, la Université de Toulouse y la CY Cergy Paris Université han utilizado recientemente la teoría física para examinar el comportamiento colectivo de pequeños rebaños de ovejas. Sus hallazgos, publicados en Nature Physics , muestran que al alternar entre el papel de líder y seguidor, el rebaño finalmente logra alguna forma de » inteligencia colectiva «.
«En la mayoría de los sistemas animales gregarios, el movimiento colectivo no es un proceso continuo, sino que ocurre en episodios: las fases del movimiento colectivo se interrumpen, por ejemplo, para descansar o alimentarse», dijo Peruani a Phys.org. «Sin embargo, la mayoría de los estudios de movimiento colectivo, incluidos los experimentales y teóricos, consideran grupos que permanecen, desde el principio hasta el final, en movimiento. Además, a menudo se asume que el comportamiento de bandada requiere que los individuos negocien continuamente la dirección del viaje. «
El objetivo clave del trabajo reciente de Peruani y sus colegas fue investigar el movimiento colectivo de un sistema animal de una manera que considere explícitamente el aspecto temporal del proceso autoorganizado observado, específicamente que las fases del movimiento colectivo tienen un principio y un final. . Además, el equipo deseaba adoptar una perspectiva alternativa y holística, que considera el movimiento del grupo animal como una colección de «fases colectivas».
“Desde esta perspectiva, las preguntas sobre los mecanismos de intercambio de información y toma de decisiones consensuadas adquieren una nueva dimensión”, explicó Peruani.
En su experimento, Peruani y sus colegas estudiaron de cerca el comportamiento espontáneo de pequeños grupos de ovejas en intervalos de tiempo variables. Analizaron las trayectorias de miembros individuales de la bandada y calcularon el orden y la orientación espacial general de los animales, al mismo tiempo que evaluaron las correlaciones entre la velocidad a la que se movían los animales individuales.
«Primero mostramos que ninguno de los modelos de bandadas existentes, o extensiones de ellos, es consistente con nuestras observaciones», dijo Peruani. «Luego, analizamos cómo viaja la información a través del grupo, identificando una red de interacción consistente con los datos, e investigamos qué información se transmite a través de esta red».
Curiosamente, Peruani y sus colegas encontraron que la red de interacción que representaba el comportamiento de las parvadas que observaron era altamente jerárquica. Además, demostraron que la única información que se propaga a través de esta red es la relacionada con la posición de las ovejas dentro del grupo.
Usando sus hallazgos, los investigadores construyeron un modelo de movimiento animal colectivo que se enfoca en dos procesos cognitivos clave. Estos procesos son la selección de un líder que guiará al rebaño por un período de tiempo específico y el mecanismo subyacente a la navegación del rebaño.
“Es importante destacar que cada fase de movimiento colectivo posee un líder temporal”, explicó Peruani. “Investigamos las propiedades matemáticas del modelo resultante para identificar las ventajas de la estrategia colectiva develada. Creo que la principal contribución es la siguiente: los animales, por el uso de una red de interacción jerárquica para moverse juntos por un tiempo da el control total del grupo al líder temporal, pero también hay una rápida rotación de líderes temporales».
Esencialmente, el hallazgo de los investigadores sugiere que mientras se mueven en rebaños, las ovejas alternan entre el papel de líder y seguidor. Por lo tanto, los líderes solo lideran el grupo durante un cierto período de tiempo, antes de que el control del grupo se transfiera a otra oveja.
«Si un líder temporal tiene conocimiento relevante para el grupo (por ejemplo, la forma de salir de un laberinto o la ubicación de una fuente de alimento), entonces, el líder temporal podrá guiar al grupo de manera eficiente», dijo Peruani. «De esta manera, todos los miembros del grupo aprovechan ese conocimiento. Vale la pena señalar que esto solo funciona si todos los individuos siguen al líder temporal sin cuestionar».
Los hallazgos recopilados por Peruani y sus colegas arrojan nueva luz sobre la dinámica que sustenta el movimiento colectivo de pequeños rebaños de ovejas. Sin embargo, para investigar hasta qué punto se pueden generalizar estos hallazgos, será necesario realizar más experimentos con rebaños más grandes y diferentes animales.
“Nos preguntamos: si hay un líder temporal en cada momento, ¿cómo comparte y procesa el grupo la información que cada miembro individual del grupo puede tener? ¿Puede el grupo realizar un intercambio de información para mejorar su capacidad de navegar con precisión a un lugar distante? En resumen, ¿exhibe el grupo inteligencia colectiva?» dijo Peruani. «Probamos que al cambiar regularmente el líder temporal, el grupo puede exhibir un conjunto de información e inteligencia colectiva».
En general, el trabajo reciente de este equipo de investigadores destaca la posibilidad de que algunas estrategias animales colectivas que ocurren naturalmente aprovechen los esquemas organizativos jerárquicos y democráticos. En el futuro, sus observaciones podrían inspirar nuevos estudios que investiguen la física y la biología que sustentan estos intrigantes comportamientos animales colectivos.
“Ahora estamos investigando el movimiento colectivo utilizando grupos de diferentes agentes”, agregó Peruani. «Específicamente, estamos comparando el comportamiento espontáneo de grupos de corderos, ovejas jóvenes y ovejas adultas, para investigar si las ovejas aprenden a seguir a los líderes temporales y a actuar como uno solo con el tiempo. También estamos investigando cómo se comportan los grupos en entornos complejos como laberintos o arenas con diferentes parches de comida que pueden desencadenar un conflicto de intereses dentro de los miembros del grupo. Y, de manera más general, estamos investigando cómo los colectivos distribuyen y procesan la información, utilizando varias herramientas de mecánica estadística «.
Más información: Luis Gómez-Nava et al, El movimiento colectivo intermitente en ovejas resulta de alternar el rol de líder y seguidor, Nature Physics (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01769-8
