Filhotinhos! Agora que tenho a atenção de vocês, teoria da complexidade

O comportamento animal não é complicado, mas é complexo. Nicolas Perony estuda como animais individuais, sejam terrier escoceses, morcegos ou suricates, seguem regras simples que, coletivamente, criam padrões de comportamento maiores. E como essa complexidade nascida da simplicidade pode ajudá-los a se adaptar a novas circunstâncias, à medida que elas vão aparecendo.

Ciência,

ciência nos deu a chance de saber tanto

sobre os confins do universo,

o que é ao mesmo tempo
tremendamente importante

e extremamente distante,

e ainda muito, muito mais próximo,

muito mais diretamente relacionado a nós,

há muitas coisas que não entendemos.

E uma delas é a extraordinária

complexidade social
dos animais que nos rodeiam,

e hoje quero lhes contar algumas histórias

sobre a complexidade animal.

Em primeiro lugar, o que
chamamos de complexidade?

O que é complexo?

Bom, complexo não significa complicado.

Algo complicado compreende
muitas partes pequenas,

todas diferentes, e cada uma delas

tem o seu próprio papel no mecanismo.

Por outro lado, um sistema complexo

é feito de muitas,
muitas partes similares,

e é a sua interação

que produz um comportamento
globalmente coerente.

Sistemas complexos
têm muitas partes interagindo

que se comportam de acordo
com regras simples, individuais,

e isso resulta em
propriedades emergentes.

O comportamento do sistema como um todo

não pode ser previsto

apenas à partir de regras individuais.

Como Aristóteles escreveu,

o todo é maior que a soma de suas partes.

Mas, à partir de Aristóteles,
vamos passar para

um exemplo mais concreto
de sistemas complexos.

Estes são terriers escoceses.

No início, o sistema está desorganizado.

Em seguida, surge uma pertubação: leite

Todos os indivíduos começam
a empurrar numa direção

e é isso o que acontece.

O catavento é uma propriedade advinda

das interações entre os filhotes

cuja única regra é tentar
manter o acesso ao leite

e, portanto, empurrar
numa direção aleatória.

Então trata-se apenas
de encontrar as regras simples

das quais surge a complexidade.

Chamo isso de simplificar a complexidade,

e o que fazemos na disciplina
de design de sistemas

no ETH Zurich.

Coletamos dados de populações animais,

analisamos padrões complexos,
tentamos explicá-los.

São necessários físicos
que trabalham com biólogos,

matemáticos e cientistas da computação,

e é nas suas interações que se produzem

competências transfonteiriças

para resolver esses problemas.

Então, novamente, o todo é maior

do que a soma de suas partes.

De certo modo, a colaboração

é outro exemplo de um sistema complexo.

E você pode estar se perguntando

de que lado eu estou, biologia ou física?

Na verdade, é um pouco diferente,

e para explicar, preciso contar a vocês

uma história sobre mim.

Quando eu era criança,

eu adorava construir coisas,
criar máquinas complicadas.

Então me propus
a estudar engenharia elétrica

e robótica,

e meu projeto de final de curso

consistia em construir
um robô chamado ER1;

parecia-se com isto;

que coletaria informação de seu ambiente

e prosseguir seguindo
uma linha branca no chão.

Era complicadíssimo,

mas funcionou perfeitamente
em nossa sala de testes,

e no dia da demonstração, os professores
se reuniram para avaliar o projeto.

E levamos o ER1 para a sala de avaliação.

E parece que a iluminação daquela sala

era ligeiramente diferente.

O sistema visual do robô se confundiu.

na primeira curva da linha,

ele saiu de curso e bateu numa parede.

Nós passamos semanas construindo-o,

e tudo o que foi preciso para destruí-lo

foi uma mudança sutil na cor da luz

da sala.

Foi aí que eu percebi que

quanto mais complicada for uma máquina,

maior a chance de ela falhar

devido a algo absolutamente inesperado.

E eu decidi que, na verdade,

eu não queria criar coisas complicadas.

eu queria entender complexidade,

a complexidade do mundo ao nosso redor

e especialmente no reino animal.

O que nos leva aos morcegos.

Morcegos de Bechstein são uma espécie
comum de morcegos europeus.

São animais bastante sociais.

Na maioria das vezes eles repousam,
ou dormem, juntos.

E vivem em colônias maternais,

o que quer dizer que em toda primavera,

as fêmeas se encontram
depois de hibernar no inverno,

e ficam juntas por cerca de seis meses

pra criar seus filhotes,

e todas carregam um chip bem pequeno,

o que significa que
toda vez que alguma delas

entra em alguma dessas caixas de morcego
especialmente equipadas,

nós sabemos onde ela está,

e mais importante,

sabemos com quem ela está.

Eu estudei associações
de repouso nos morcegos,

e é assim que se parece.

Durante o dia, os morcegos pousam

em números de subgrupos
em caixas diferentes.

Pode ser que em um dia,

a colônia se divida em duas caixas,

mas em outro dia,

pode estar junta em uma única caixa,

ou dividida em três ou mais caixas,

e tudo isso parece ser mesmo irregular.

Chama-se dinâmica fissão-fusão,

a propriedade de um grupo de animais

dividir-se e unir-se regularmente

em subgrupos diferentes.

E o que fazemos é pegar todos esses dados

de todos esses dias diferentes

e colocá-los em conjunto

para extrair um padrão
de associação de longo prazo

aplicando técnicas com análise de redes

para ter uma visão completa

da estrutura social da colônia.

Certo? Então é assim
que se parece essa imagem.

Nessa rede, todos os círculos

são nós, morcegos individuais,

e as linhas entre eles

são vínculos sociais,
associações entre indivíduos.

Acontece que essa imagem
é muito interessante.

Essa colônia de morcegos está organizada

em duas comunidades diferentes

que não podem ser previstas

com a dinâmica de fissão-fusão diária.

Nós as chamamos de
unidades sociais secretas.

Ainda mais interessante, na verdade:

Todo ano, por volta de outubro,

a colônia se divide,

e todos os morcegos
hibernam separadamente,

mas ano após ano,

quando os morcegos se reúnem
novamente na primavera,

as comunidades se mantém as mesmas.

Esses morcegos se lembram dos seus amigos

por muito tempo.

Com o cérebro do tamanho de um amendoim,

eles mantém vínculos

individualizados e de longo prazo.

Não sabíamos que isso era possível.

Sabíamos que primatas

e elefantes e golfinhos podiam fazer isso,

mas comparados com morcegos,
seus cérebros são enormes.

Então como pode ser

que os morcegos mantêm

essa estrutura social complexa estável

com tais habilidades cognitivas limitadas?

E é aí que a complexidade
nos dá uma resposta.

Para entender esse sistema,

Nós construímos um modelo
computacional de repouso,

baseado em regras simples e individuais,

e simulamos milhares e milhares de dias

na colônia de morcegos virtual.

É um modelo matemático,

mas não é complicado.

O que o modelo nos disse
foi que, em resumo,

cada morcego conhece alguns
outros membros da colônia

como seus amigos,
e é somente um pouco mais propenso

a repousar numa caixa com eles.

Regras simples e individuais.

É tudo o que é preciso para explicar

a complexidade social desses morcegos.

Mas não é só isso.

Entre 2010 e 2011,

a colônia perdeu mais
de dois terços de seus membros,

provavelmente
por causa do inverno rigoroso.

Na próxima primavera,
não se formaram duas comunidades

como todo ano,

o que poderia ter levado
a colônia inteira à morte

porque teria se tornado pequena demais.

Em vez disso, formou-se
uma unidade social única e coesiva,

que possibilitou à colônia
sobreviver àquela estação

e prosperar novamente
nos próximos dois anos.

O que sabemos é que os morcegos

não estão cientes
que sua colônia faz isso.

Tudo o que fazem é seguir
regras de associação simples,

e dessa simplicidade

surge a complexidade social

que permite à colônia ser resiliente

em face de mudanças dramáticas
na estrutura populacional.

E eu acho que isso é incrível.

Agora quero lhes contar outra história,

mas para esta, temos que viajar da Europa

ao deserto do Kalahari na África do Sul.

É onde vivem os suricates.

Tenho certeza que vocês
conhecem os suricates.

São criaturas fascinantes.

Vivem em grupos com uma
estrutura social bem restrita.

Há um casal dominante,

e muitos subordinados,

alguns atuando como sentinelas,

alguns atuando como babás,

outros ensinando os filhotes,
e assim por diante.

O que fazemos é colocar
colares GPS bem pequenos

nesses animais

para estudar como eles
se movem em conjunto,

e o que isso tem a ver
com sua estrutura social.

e há um exemplo bem interessante

de movimento coletivo nos suricates.

No meio da reserva onde eles vivem

passa uma estrada.

Nessa estrada há carros, então é perigoso.

Mas os suricates precisam atravessá-la

para ir de um local
de alimentação para o outro.

Então perguntamos,
como eles fazem isso exatamente?

Descobrimos que a fêmea dominante

na maioria das vezes é quem guia
o grupo até a estrada,

Mas na hora de atravessar a estrada,

ela dá espaço aos subordinados,

uma maneira de dizer,

"Vão em frente, digam-me se é seguro."

O que eu não sabia, na verdade,

eram que regras em seu comportamento
seguem os suricates

para que essa mudança
aconteça da margem do grupo

e se regras simples
eram suficientes para explicá-la

Então construí um modelo,
um modelo de suricates simulados

atravessando uma estrada simulada.

É um modelo simplista.

Suricates em movimento
são como partículas aleatórias

cuja única regra é uma de alinhamento.

Eles simplesmente se movem em conjunto.

Quando essas partículas chegam à estrada,

elas percebem um tipo de obstáculo,

e são bloqueados por ela.

a única diferença

entre a fêmea dominante, aqui em vermelho,

e os outros indivíduos,

é que para ela, a altura do obstáculo,

que é, na verdade,
o risco aparente da estrada,

é levemente maior.

e essa pequena diferença

nas regras individuais de movimento

é suficiente para explicar
o que observamos,

que a fêmea dominante

guia seu grupo ate a estrada

e então dá espaço aos outros

para que atravessem primeiro.

George Box, que foi um estatístico inglês,

uma vez escreveu:
"Todos os modelos são falsos,

mas alguns são úteis."

E, de fato, esse modelo
obviamente é falso,

porque, na realidade, os suricates
não são nada como partículas aleatórias.

Mas também é útil,

porque nos mostra que simplicidade extrema

nas regras de movimento
ao nível individual

podem resultar numa grande
parte de complexidade

ao nível do grupo.

Novamente, isso é simplificar
a complexidade.

Gostaria de concluir

com o que isso significa
para toda a espécie.

Quando a fêmea dominante

dá espaço a um subordinado,

não é por cortesia.

De fato, a fêmea dominante

é extremamente importante
para a coesão do grupo.

Se ela morrer na estrada,
o grupo inteiro está em risco.

Então esse comportamento de evitar o risco

é uma resposta evolucionário bem antiga.

Esses suricates estão replicando
uma tática evolutiva

que vem de milhares de gerações,

e a estão adaptando a um risco moderno,

nesse caso, uma estrada
construída por humanos.

Eles adaptam regras bem simples,

e o comportamento complexo resultante

lhes permite resistir à invasão humana

em seus habitats naturais.

No final das contas,

pode ser morcegos
que mudam suas estruturas sociais

em resposta a uma queda na população,

ou pode ser suricates

que exibem uma adaptação nova
para uma estrada humana,

ou pode ser outra espécie.

Minha mensagem aqui;
e essa não é complicada;

mas uma simples de admiração e esperança;

minha mensagem aqui é que os animais

exibem uma complexidade
social extraordinária,

e isso lhes permite adaptar-se

e responder à mudanças em seu ambiente.

Em três palavras, no reino animal,

a simplicidade leva à complexidade

o que leva à resiliência.

Obrigado.

(Aplausos)

Dania Gerhardt: Muito obrigada, Nicolas,

por esse grande início. Um pouco nervoso?

Nicolas Perony: Estou bem, obrigado.

DG: Ok, ótimo. Tenho certeza
que muita gente na plateia

de alguma forma tentaram associar

entre os animais de que você falava;

morcegos, suricates; e humanos.

Você trouxe alguns exemplos:

As fêmes são as sociais,

as fêmeas são as dominantes,

não estou certa de quem pensa como.

Mas tem problema fazer essas associações?

Existem estereótipos que você pode
confirmar a respeito disso

que podem ser válidos
para todas as especies?

NP: Bem, eu diria que também há

contra-exemplos para esses estereótipos.

Por exemplo, nos cavalos-marinhos
ou em coalas, na verdade,

é sempre o macho que cuida dos jovens.

E a lição é que muitas vezes é difícil,

e às vezes até perigoso,

criar paralelos entre humanos e animais.

Então é isso.

DG: Ok. Muito obrigada
por esse grande início.

Obrigada, Nicolas Perony.