El coro de los pájaros al amanecer parece una actuación perfectamente coordinada, pero no necesita un director. Un nuevo modelo matemático muestra cómo pequeñas diferencias entre individuos, combinadas con la influencia de las aves cercanas, pueden producir una sincronización colectiva casi mágica, pero con una explicación racional.

Un investigadora de la Universidad de Warwick, en el Reino Unido, creó recientemente un modelo matemático del canto sincronizado de los pájaros al amanecer, para explorar cómo el comportamiento de aves individuales contribuye al surgimiento de este hecho colectivo. Su modelo sugiere que las interacciones sociales de las aves y las respuestas individuales a las señales ambientales dan forma a este fenómeno.

El trabajo, desarrollado por Alexander Kaye y publicado en el Journal of The Royal Society Interface plantea una pregunta aparentemente simple: ¿cómo es posible que cientos de animales, cada uno con su propia sensibilidad y comportamiento, pasen del silencio al canto casi al mismo tiempo?

La respuesta del modelo apunta a una transición colectiva, que se produce cuando los efectos de la luz y de las señales emitidas por las aves vecinas se refuerzan mutuamente, de acuerdo a un artículo publicado en Phys.org.

La explicación está en los llamados "umbrales de canto". En la simulación, cada pájaro necesita alcanzar un determinado nivel de estímulo para empezar a cantar, pero ese nivel no es idéntico para todos.

Algunos individuos reaccionan antes a la luz tenue del amanecer, pero otros necesitan que avance más el día. Además, la decisión no depende únicamente del entorno: también influye el canto que están oyendo de las aves cercanas.

Ese detalle cambia por completo el comportamiento del conjunto. Al aumentar gradualmente la iluminación, comienzan a cantar los individuos con un umbral más bajo. Su canto se convierte a su vez en una señal para sus vecinos, aumentando el estímulo que reciben.

Cuando las interacciones sociales ya son fuertes, el proceso deja de ser gradual y se transforma en una respuesta colectiva mucho más rápida: una "oleada" de aves empieza a cantar en un intervalo relativamente breve.

El fenómeno encaja con una idea clásica de las matemáticas aplicadas: la teoría de las catástrofes. Kaye explica que ciertos sistemas pueden experimentar cambios bruscos aunque la variable que los impulsa, en este caso la luz ambiental, aumente de forma progresiva.

Es parecido a una rama que soporta cada vez más viento y, al alcanzar un punto crítico, se rompe de forma súbita. En el modelo del coro del amanecer, el cambio abrupto aparece cuando la interacción entre individuos amplifica una variación ambiental que, en forma independiente, sería demasiado pequeña para provocar una respuesta masiva.

La predicción matemática muestra que el canto se propaga por el paisaje como una onda viajera. / Crédito: Alexander R. Kaye.

La investigación introduce además el concepto de "histéresis colectiva", reflejado en el propio título del estudio. La idea general es que el estado de un sistema no depende únicamente de las condiciones presentes, sino también de cómo ha llegado hasta ellas.

En un grupo de aves, una vez que el canto se ha extendido, la señal acústica de los vecinos puede contribuir a mantener el estado colectivo, incluso cuando el estímulo ambiental cambia. El resultado es un comportamiento de grupo, que no puede deducirse simplemente sumando las respuestas aisladas de cada individuo.

El modelo también ofrece una predicción sugerente cuando se incorpora el espacio. El comienzo del canto puede propagarse por el paisaje como una onda, a medida que unas aves activan a otras. Las simulaciones realizadas con miles de individuos virtuales reproducen ese patrón, lo cual sugiere que un coro que parece surgir simultáneamente en un bosque podría ser, en realidad, una rápida expansión de interacciones locales.

Sin embargo, esta explicación matemática aún debe confrontarse de forma sistemática con observaciones reales. El siguiente paso para Kaye es ajustar el modelo a grabaciones de coros del amanecer y comprobar hasta qué punto puede predecir cuándo comienzan a cantar las aves bajo condiciones distintas.

También pretende incorporar factores como la temperatura, la lluvia, el viento o la presencia de depredadores, variables que pueden modificar el comportamiento vocal.

Las aplicaciones son muy interesantes: si unas reglas individuales tan simples pueden generar una transición colectiva tan compleja, el mismo marco matemático podría servir para estudiar otros comportamientos sincronizados en animales: coros de insectos, conductas reproductivas, alimentación en grupo o, incluso, determinados fenómenos sociales humanos.

Fuente: Levante - EMV