A murmuration of starlings. Créditos Sophie Windsor Clive & Liberty Smith. Islands & Rivers.

El video anterior nos muestra no solo la belleza de los estorninos en su vuelo sincronizado, también nos transmite a la perfección el asombro de Sophie y Liberty mientras lo grababan. Sus exclamaciones de admiración no hacen más que responder a la belleza del momento y a lo maravillados que nos sentimos los humanos ante el fastuoso espectáculo de la naturaleza.

 El estornino común (Sturnus vulgaris) es un ave descrita por primera vez en 1758 por el naturalista sueco y creador de la nomenclatura binomial Carl von Linné (Carlos Linneo) en su Systema naturæ.

Las maniobras del estornino son de una complejidad deslumbrante, como hemos podido ver,  pero los procesos subyacentes son todavía un misterio. Existe un modelo computacional denominado flocking, introducido por primera vez por Craig Reynolds, que permite estudiar el movimiento coordinado de grupos de entidades. A través de este modelo se ha podido recrear el comportamiento animal colectivo exhibido por aves, insectos y peces, entre otros, de cuya observación se han establecido tres reglas básicas: las entidades mantienen una separación mínima con sus vecinos, la dirección del grupo es el promedio total de los vecinos y las entidades se mantienen unidas, es decir, existe una separación máxima que no superan.

Pese a lo que pudiésemos pensar, en este fenómeno no hay líderes, sino que los patrones colectivos del flocking surgen de interacciones locales entre individuos de manera que se propaga la información a través de todo el grupo.

El doctor Andrea Cavagna y la doctora Irene Giardina, investigadores del comportamiento animal, en particular de los estorninos, en el Consejo Nacional de Investigación de la Universidad La Sapienza de Roma, filmaron desde distintos ángulos una de estas coreografías llevada a cabo por 2700 estorninos sobre el Museo Nacional de Roma y reconstruyeron el vuelo en 3D. Al analizar la reconstrucción hicieron una serie de descubrimientos: las aves tienden a estar más cerca de los vecinos que están al lado en comparación con los que están enfrente o detrás. Además, cada ave copia la dirección teniendo en cuenta únicamente a los seis o siete individuos que tiene más cerca, sin importar la distancia entre ellos. Pero ¿de qué manera controlan los estorninos estas reglas? ¿Cómo consiguen tanta coordinación logrando este tipo de vuelo imposible? Según explican los investigadores italianos, parece ser que aunque los modelos matemáticos y computacionales podrían ser de gran utilidad, actualmente no son capaces de explicar completamente estas curiosas y cambiantes formaciones.

Ciertos autores han sugerido que estas bandadas de aves han de considerarse como sistemas biológicos críticos. El concepto de la dinámica de estos sistemas basados en la criticidad ha sido un principio fundamental en la física estadística durante décadas. Los últimos años han sido testigos de importantes esfuerzos para extender este marco de trabajo hacia el estudio de las redes biológicas. Sin embargo, existen varias diferencias entre las redes biológicas y los sistemas físicos estudiados clásicamente. Estas diferencias incluyen la heterogeneidad de la estructura y composición de las redes biológicas, la falta de equilibrio o cuasi equilibrio de los estados, la existencia de múltiples bucles de retroalimentación que sirven como posibles parámetros de ajuste, así como la presencia de múltiples escalas de tiempo. Todas estas diferencias sugieren que el concepto de la criticidad, tal y como lo define la física estadística, podría ser insuficiente en el contexto de los sistemas realmente complejos, tales como el cerebro o el comportamiento de los estorninos.

Algunos investigadores incluso han argumentado a favor de una nueva forma de criticidad, intrínseca a los sistemas biológicos que permite a las partes que conforman el sistema funcionar como un todo. Características típicamente asociadas con la criticidad, tales como las correlaciones de largo alcance, están siendo observadas en los sistemas biológicos, incluyendo tanto las redes cerebrales como los genes. Parece ser que mantener esta criticidad otorgaría al sistema una serie de ventajas respecto a cada una de las partes por separado, que en el caso de los estorninos y su asociación se podría relacionar con la pura supervivencia (evitando depredadores, por ejemplo) o la economía de medios.

Estos comportamientos tampoco pasan desapercibidos para artistas como Dennis Hlynsky, profesor y jefe del Departamento de Grabación, Animación y Video de la Escuela de Diseño de Rhode Island, que elabora piezas de arte que se exponen en distintas galerías utilizando sistemas complejos de análisis de fractales de los vuelos de los pájaros, invitando al visitante a cuestionarse sobre el comportamiento de estos animales. Los videos de Hlynsky están editados por un proceso que él llama «tiempo extruido», y que está basado en superponer tomas, añadiendo los pixeles más oscuros, registrando de esa manera gráficas del vuelo de las aves y de los recorridos de distintos insectos.

Swamp Hotel. Créditos Dennis Hlynsky.

Ants on paper with catfood. Créditos Dennis Hlynsky.

Otro artista fascinado por este fenómeno natural en Alain Delorme. El autor parisino rinde homenaje a los movimientos de estas aves en el aire con su serie Murmuration, una obra compuesta por esculturas efímeras de plástico.

En el trabajo de Delorme las aves son sustituidas por bolsas de plástico. A través de esta interpretación, el autor se cuestiona —y nos hace reflexionar— la fragilidad del ecosistema frente a la contaminación.

Murmuration es la palabra en inglés para denominar este vuelo sincronizado creando formas, figuras, esculturas imposibles. Así, mientras tratamos de entender los mecanismos que hacen posible tanta belleza seguiremos fascinados por el murmullo que provocan sus aleteos.

Referencias

—Global Biodiversity Information Facility.
—Flocks, Herds, and Schools: A Distributed Behavioral Mode.  Computer Graphics, 21(4), July 1987, pp. 25-34. Reynolds, Craig W.
—The seven starling (PDF) Andrea Cavagna e Irene Giardina.
—Are biological systems poised at criticality? (PDF) J Stat Phys (2011) 144:268–302. Thierry Mora and William Bialek .
—The inert vs. the living state of matter: extended criticality, time geometry, anti-entropy–an overview.  Front. Physiol., 27 February 2012. Longo, G., and Montévil, M. (2012).
—Small brains en masse [VIDEO]. Dennis Hlynsky