La ciencia.
La ciencia nos ha permitido saber tanto
que hemos podido llegar hasta los confines del universo,
lo que a su vez puede considerarse
como algo extraordinario y lejano.
Y sin embargo, mucho más cerca,
y relacionadas directamente con nosotros,
hay muchas cosas que no comprendemos del todo.
Por ejemplo, una de ellas es la extraordinaria complejidad social
del mundo animal que nos rodea.
Y hoy me gustaría contarles un par de historias relacionadas con esto.
Pero en primer lugar, ¿a qué llamamos complejidad?
¿Qué es algo complejo?
Complejo no significa complicado.
Un sistema complicado comprende muchas pequeñas partes diferentes,
cada una de las cuales
tiene su propia función específica dentro del sistema.
Por el contrario,
un sistema complejo está compuesto por un número de partes similares,
que cuando interactúan
se comportan globalmente de manera coherente.
Los sistemas complejos se forman con muchas partes que interactúan
siguiendo sencillas reglas individuales,
y esto se traduce en lo que llamamos propiedades emergentes.
El comportamiento del sistema como un todo
no se puede predecir solamente por las reglas individuales.
Como escribió Aristóteles:
"El todo es mayor que la suma de las partes".
Pero, pasemos de Aristóteles
a un ejemplo más concreto, de qué es un sistema complejo.
Estos son cachorros terrier escoceses.
Al principio, forman un sistema desorganizado.
Pero luego, aparece algo perturbador: la leche
Y cada individuo empieza a empujar
en una sola dirección. (Risas)
Y esto es lo que sucede: un remolino.
El remolino es la propiedad resultante
de la interacción entre los cachorros,
cuya única regla es intentar llegar a la leche
y por eso empujan en una dirección aleatoria.
Por lo tanto, se trata de descubrir reglas sencillas
de las que resulta la complejidad.
Es lo que he denominado "complejidad simplificada".
Y sobre eso trabajamos en la Cátedra de Diseño de Sistemas
de la Escuela Politécnica Federal, en Zúrich.
Recogemos datos de poblaciones animales,
analizamos patrones complejos e intentamos explicarlos.
Para ello, hay físicos que trabajan con biólogos,
matemáticos y científicos informáticos
y, en su interacción, entre todos,
desarrollan competencias multidisciplinares
para resolver estos problemas.
De nuevo, el todo es mayor que las partes.
De algún modo, la colaboración es otro ejemplo de un sistema complejo.
Y Uds. se deben estar preguntado de qué lado me encuentro yo.
¿Biología o física?
De hecho, de ninguno en específico.
Y para poder explicárselo, tengo que contarles una pequeña historia sobre mí.
De pequeño, me gustaba mucho construir todo tipo de cosas
y máquinas complejas.
Por esto, decidí estudiar ingeniería eléctrica y robótica.
Mi proyecto de final de carrera
consistió en construir un robot llamado ER1,
similar a este,
que recogía información de su entorno
mientras seguía una línea blanca en el suelo,
algo bastante complicado,
pero funcionó muy bien en nuestra sala de ensayos.
Y el día de la demostración, con los todos los profesores,
cuando llevamos al ER1 a la sala de evaluación,
la luz de esa habitación resultó
ligeramente distinta
y confundió al sistema de visión del robot,
que en la primera curva de la línea
se alejó de su curso y se estampó contra la pared.
Habíamos invertido semanas en construirlo, y bastó un sutil cambio en el color
de la luz de la habitación para destruirlo.
Fue cuando me di cuenta
de que cuanto más complicada es una máquina
más posibilidades hay de que falle,
ante cualquier evento inesperado.
Y a partir de entonces decidí
que no quería crear cosas complicadas.
De verdad quería comprender la complejidad,
la complejidad del mundo que nos rodea
y, en especial, la del mundo animal.
Lo que nos lleva a los murciélagos.
Los murciélagos de Bechstein son una especie común de murciélagos europeos.
Son animales muy sociales.
La mayoría anidan o duermen juntos.
Y viven en colonias de madres y crías, lo que quiere decir que cada primavera,
después del período de hibernación las hembras se reúnen
y permanecen juntas durante 6 meses
para proteger a los pequeños.
Todos llevan un pequeño chip
para que cada vez que uno
entra en una de estas cajas especiales, diseñadas para guarecerlos,
sepamos donde está.
Y lo más importante, que sepamos donde están las hembras.
Así que hemos estudiado las anidaciones en murciélagos
y así se ve.
Durante el día el murciélago anida
en varios subgrupos de diferentes cajas.
Puede ser que, en un día, las colonias de murciélagos se dividan en 2 cajas,
para al día siguiente aparecer, otra vez, en 1 sola caja,
o separarse entre 3 o más cajas.
Parece que todo es bastante errático,
y es lo que conocemos como fisión fusión dinámica,
que es la propiedad de un grupo animal de dividirse regularmente
y aparecer en diferentes subgrupos.
Así que decidimos recoger datos
a lo largo de varios días
y juntarlos para extraer
un patrón de asociación a largo plazo,
mediante la aplicación de técnicas de análisis de redes
para conseguir una fotografía completa
de la estructura social de la colonia.
¿De acuerdo? Así es como aparece la fotografía.
En esta red, todos los círculos son nodos, murciélagos individuales,
y, las líneas entre ellos, sus lazos sociales,
las relaciones entre los individuos.
Al final resultó una fotografía muy interesante.
Esta comunidad de murciélagos está organizada en 2 comunidades diferentes
que no se pueden predecir
por la fisión fusión dinámica.
Es lo que llamamos unidades sociales "enigmáticas".
Pero, más interesante todavía, es el hecho de que en torno a octubre
la colonia se divide y los murciélagos hibernan separadamente.
Pero todos los años,
cuando los murciélagos vuelven a reunirse en primavera
la comunidad es la misma.
Por lo tanto, estos murciélagos no se olvidan de sus compañeros en un tiempo.
Con un cerebro del tamaño de un cacahuete
son capaces de mantener individualmente vínculos sociales a largo plazo.
No sabíamos que esto era posible.
Los elefantes, los monos y delfines sabíamos que podían hacerlo,
pero su cerebro es enorme comparado con el de los murciélagos.
Así que, ¿cómo es posible que los murciélagos
mantengan su compleja estructura social
con unas habilidades cognitivas tan limitadas?
Y aquí es donde entra en juego la complejidad como respuesta.
Para comprender su sistema,
construimos un modelo de anidación en el ordenador
basado en simples reglas individuales
y simulamos miles y miles de días
en un colonia virtual de murciélagos.
Es un modelo matemático,
pero no es complicado.
En resumen, el modelo mostró que cada murciélago
reconoce a otros murciélagos de la colonia como amigos,
y es probable que anide en una caja con ellos.
Reglas sencillas e individuales.
Esto es todo cuanto necesitamos
para explicar las complejidad social de estos murciélagos.
Pero aún hay más.
Entre 2010 y 2011,
la colonia perdió más de un tercio de sus miembros
quizás por el frío invernal.
A la primavera siguiente, no formaron 2 comunidades como cada año,
lo que podría haber supuesto la muerte de toda la colonia,
porque se había reducido mucho en número.
En vez de eso, formaron una única unidad social coherente,
que permitió a la colonia sobrevivir durante aquella estación
y desarrollarse, otra vez, en los 2 años siguientes.
Sabemos que los murciélagos no son conscientes de que su colonia
se comporta de esta manera.
Todo lo que hacen es seguir simples reglas de asociación
y de esta simplicidad, resulta la complejidad social,
que les permite resistir
a los profundos cambios que afectan la estructura de su población.
¡Me parece increíble!
Ahora les quiero contar otra historia.
Para esta, vamos a viajar desde Europa
al desierto del Kalahari, en el sur de África.
donde viven las suricatas.
Estoy seguro de que conocen a las suricatas, unas criaturas fascinantes.
Viven en grupos con una estructura social estrictamente jerarquizada.
Hay una pareja dominante y muchos subordinados;
algunos actúan como centinelas, otros, como cuidadores,
otros enseñan a los cachorros, y así sucesivamente.
Colocamos un pequeño GPS en forma de collar a estos animales
para estudiar cómo se movían juntos
y la relación entre sus movimientos y su estructura social.
Hay un ejemplo muy interesante
de sus movimientos en grupo.
En medio de la reserva donde viven
hay una carretera,
por la que circulan coches y que es peligroso atravesar;
pero que las suricatas tienen que cruzar
para poder alimentarse.
No preguntábamos cómo lo hacían exactamente.
Descubrimos que la hembra dominante
es básicamente quien conduce al grupo a la carretera,
pero cuando llega el momento de atravesarla,
les manda una señal a sus subordinados
una manera de decirles: "Adelántate y dime si es seguro".
(Risas)
Lo que desconocíamos
eran las reglas de comportamiento que siguen las suricatas
para que se produzca este cambio al borde de la carretera,
y estas sencillas reglas nos dieron la repuesta.
Construimos un modelo que imitaba
a la carretera para poder simular el cruce de los suricatas.
Es un modelo simple.
Las partículas aleatorias son los movimientos de las suricatas,
cuya única regla es estar alineadas.
Es decir, sencillamente se mueven juntas.
Cuando estas partículas llegan a la carretera
y encuentran algún obstáculo,
rebotan contra el mismo.
La única diferencia entre la hembra dominante ─- en color rojo -─
y los otros individuos
es que, para ella, la altura del obstáculo
que es un factor de riesgo percibido desde la carretera,
es ligeramente más alta.
Y esta diminuta diferencia en el movimiento individual
es suficiente para explicar lo que observamos,
que las hembras dominantes llevan su grupo a la carretera
y luego les ordenan cruzar primero.
George Box, estadístico inglés, escribió:
"Todos los modelos son falsos, pero algunos son útiles".
Y, obviamente, este modelo es falso
porque en realidad los suricatas no son nada más que partículas aleatorias.
Pero es muy útil, porque nos muestra
como la extrema simplicidad de las normas de movimiento, a nivel individual,
pueden derivar en una gran complejidad,
a nivel del grupo.
De nuevo, es la simplicidad compleja.
Y me gustaría concluir sobre lo que esto significa
para el conjunto de todas las especies.
Cuando la hembra dominante cede el paso a un subordinado
no es por cortesía.
En realidad, la hembra dominante es muy importante
para la cohesión del grupo.
Si muriese en la carretera, pondría en riesgo a todo el grupo.
Por lo tanto, su comportamiento para evitar el peligro
es una repuesta muy evolucionada.
Estas suricatas replican una táctica evolucionada
que es muy antigua,
y la adaptan a los peligros actuales;
en este caso, una carretera construida por el hombre.
Adaptan normas muy simples
y el comportamiento resultante es complejo,
permitiéndoles resistir a la invasión de su hábitat natural
por el hombre.
Al final, hablamos de murciélagos que cambian su estructura social en repuesta
a una caída de su población.
O de una adaptación nueva de las suricatas a la carretera de los hombres,
o de otras especies.
Pero mi mensaje es siempre el mismo, un mensaje que no es complicado,
sino muy sencillo, de asombro y esperanza.
Mi mensaje es que los animales muestran una extraordinaria complejidad social,
que les permite adaptarse y responder a los cambios
en su entorno.
En tres palabras: en el reino animal,
la Simplicidad conduce a la Complejidad que conduce a la Resiliencia.
Gracias.
(Aplausos)