Un cardumen puede cambiar de dirección casi al mismo tiempo, separarse, reagruparse y desplazarse como si cientos de peces compartieran una única mente. Durante décadas, los científicos intentaron explicar cómo surge semejante coordinación sin que exista un líder que decida hacia dónde debe dirigirse el grupo.

Una investigación realizada con peces cristal (Danionella cerebrum) acaba de revelar una estrategia mucho más sencilla de lo esperado. En lugar de observar a varios individuos y calcular hacia dónde se mueve el conjunto, cada pez parece copiar temporalmente la dirección de un solo vecino cercano.

El trabajo fue desarrollado por investigadores de la Universidad de California en San Diego, entre ellos Palka Puri, Johnatan Aljadeff y Matthew Lovett-Barron, quienes combinaron observaciones del comportamiento, modelos computacionales y experimentos de realidad virtual para entender cómo decisiones individuales extremadamente simples pueden producir un cardumen perfectamente coordinado.

Los peces no calculan la dirección promedio del grupo

Uno de los modelos clásicos utilizados para explicar el comportamiento colectivo propone que cada individuo observa a sus vecinos y ajusta su trayectoria para aproximarse a la dirección promedio del grupo.

Los experimentos con Danionella cerebrum, sin embargo, apuntaron a otra cosa.

Cuando los investigadores analizaron peces en grupos de diferentes tamaños descubrieron que cada individuo parecía seleccionar un compañero cercano y copiar su movimiento durante un breve intervalo, antes de poder responder posteriormente a otro.

De esta manera, el comportamiento colectivo emerge de una cadena constante de interacciones entre parejas. Un pez copia a otro, ese segundo individuo responde a un tercero y las decisiones terminan propagándose rápidamente por todo el cardumen.

La dinámica resultante puede parecer extremadamente sofisticada cuando se observa desde fuera, aunque esté construida a partir de reglas individuales mucho más simples.

Una realidad virtual permitió poner la teoría a prueba

Para comprobar que el modelo realmente explicaba el comportamiento de los animales y no era simplemente una coincidencia estadística, los científicos colocaron a peces reales frente a peces virtuales dentro de un entorno controlado.

Cuando el pez virtual modificaba deliberadamente su dirección, los ejemplares reales reaccionaban siguiendo exactamente el patrón predicho por el modelo de imitación individual.

Los investigadores descubrieron además que la copia no ocurre en cualquier momento. El movimiento de estos peces alterna entre breves ráfagas de aceleración y giro y periodos en los que continúan desplazándose mientras desaceleran.

Precisamente cuando un individuo termina uno de esos giros se abre una especie de “ventana de oportunidad” durante la cual otro pez puede detectar el movimiento y alinearse rápidamente con él.

Los ejemplares adultos mostraron tiempos de reacción especialmente breves, lo que ayuda a explicar cómo todo el grupo puede modificar su trayectoria aparentemente de manera simultánea.

Su cuerpo transparente permite observar el cerebro mientras socializan

Danionella cerebrum resulta especialmente interesante para los neurocientíficos debido a su pequeño tamaño y, sobre todo, a su cuerpo transparente, que permite estudiar la actividad de su cerebro utilizando técnicas avanzadas de neuroimagen.

El descubrimiento proporciona ahora una conducta muy concreta que los investigadores pueden buscar dentro del sistema nervioso: qué ocurre exactamente cuando un pez observa el giro de otro, procesa esa información y decide copiarlo.

La intención del equipo es relacionar progresivamente las interacciones sociales visibles con la actividad de circuitos neuronales específicos y comprender cómo muchos cerebros independientes consiguen generar un comportamiento colectivo coordinado.

El hallazgo también plantea una idea llamativa sobre la organización de los grupos animales. Para producir un movimiento que parece requerir conocer lo que está haciendo todo el cardumen, quizá cada individuo solo necesite prestar mucha atención a un compañero durante unas fracciones de segundo.

La enorme coordinación del grupo surgiría entonces no de una decisión colectiva centralizada, sino de miles de pequeñas imitaciones que se propagan continuamente de un pez a otro.

Fuente: Vista al mar.

Macarena