Cachorrinhos! Agora que tenho a vossa atenção, teoria da complexidade

O comportamento animal não é complicado, mas é complexo. Nicolas Perony estuda como os animais, individualmente — sejam eles Terriers Escoceses, morcegos ou suricatas — seguem regras simples que, coletivamente, criam padrões de comportamento maiores. E como esta complexidade nascida da simplicidade os pode ajudar a adaptarem-se a novas circunstâncias, à medida que estas surgem.

Ciência.

A ciência permitiu-nos conhecer tanto

sobre os confins do universo,

o que, ao mesmo tempo,
é tremendamente importante

e extremamente remoto,

e ainda assim, muito mais próximas,

muito mais relacionadas diretamente connosco,

há muitas coisas que não compreendemos.

E uma delas é a extraordinária

complexidade social dos animais em nosso redor,

e hoje eu quero contar-vos algumas histórias

sobre a complexidade animal.

Em primeiro lugar, a que chamamos complexidade?

O que é complexo?

Bem, complexo não significa complicado.

Algo complicado envolve muitas partes pequenas,

diferentes entre si, e cada uma delas

tem o seu papel preciso no mecanismo.

Por outro lado, um sistema complexo

é feito de muitas partes semelhantes,

e é a sua interação

que produz um comportamento
globalmente coerente.

Sistemas complexos têm muitas partes interagentes

que se comportam segundo regras simples,
individuais

e isto resulta em propriedades emergentes.

O comportamento do sistema como um todo

não pode ser previsto

usando apenas as regras individuais.

Como Aristóteles escreveu,

O todo é maior que a soma das suas partes.

Mas de Aristóteles, vamos partir para

um exemplo concreto de sistemas complexos.

Estes são Terriers escoceses.

No princípio, o sistema está desorganizado.

Então, surge uma perturbação: leite.

Todos os indivíduos começam a empurrar
numa direção

e é isto que acontece.

Este moinho é uma propriedade emergente

das interações entre os cachorrinhos

cuja única regra é tentar manter acesso ao leite

e, como tal, empurrar numa direção aleatória.

Logo, temos de encontrar as regras simples

das quais surge a complexidade.

Eu chamo a isto simplificar a complexidade,

e é o que fazemos na cadeira de
"Design" de Sistemas

no Instituto Federal de Tecnologia de Zurique.

Colecionamos informação de populações animais,

analisamos padrões complexos,
procuramos explicá-los.

Isso requer físicos que trabalhem com biólogos,

com matemáticos e cientistas informáticos,

e é nas suas interações que se produzem

competências além-fronteiras

para resolver estes problemas.

Logo, de novo, o todo é maior

do que a soma das suas partes.

De certa forma, colaboração

é outro exemplo de sistema complexo.

E vocês provavelmente perguntam-se

de que lado estou eu, biologia ou física?

Na verdade, é um pouco diferente,

e para me explicar, preciso de vos contar

uma pequena história sobre mim.

Quando eu era uma criança,

eu adorava construir coisas, e criar
máquinas complicadas.

Portanto, dediquei-me ao estudo da
engenharia eletrotécnica

e robótica,

e o meu projeto final

consistia em construir um robô chamado ER-1

— que era assim —

para recolher informação do seu ambiente

e seguir uma linha branca no chão.

Era muito, muito complicado,

Mas funcionou lindamente na nossa sala de testes,

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

Nós levámos o ER-1 para a sala de testes.

Descobrimos que a luz naquela sala

estava ligeiramente diferente.

O sistema de visão do robô ficou confuso.

À primeira curva na linha,

abandonou o trajeto e foi contra uma parede.

Nós tínhamos passado semanas a construí-lo,

e o que bastou para o destruir

foi uma alteração ligeira na cor da luz

daquela sala.

Foi aí que eu percebi que

quanto mais complicada se constrói
uma máquina,

mais provável é que ela falhe

devido a algo completamente inesperado.

E eu decidi que, de facto,

não queria construir mais nada complicado.

Eu queria compreender a complexidade,

a complexidade do mundo à nossa volta

e especialmente no reino animal.

O que nos traz aos morcegos.

Os morcegos de Bechstein são
uma espécie comum de morcegos europeus.

São animais muito sociais.

Costumam aninhar-se ou dormir juntos.

E vivem em colónias maternais,

o que significa que na primavera,

as fêmeas encontram-se após a hibernação de Inverno,

e ficam juntas durante seis meses,

para cuidar das suas crias,

e todas elas carregam um "chip" muito pequeno,

o que significa que cada vez que uma delas

entra numa destas caixas de morcego
especialmente equipada,

nós sabemos onde ela está,

e mais importante,

sabemos com quem ela está.

Portanto, eu estudo as associações dos morcegos
quando dormem,

e este é o resultado.

Durante o dia, os morcegos albergam-se

num número de sub-grupos em caixas diferentes.

Num dia,

a colónia pode estar dividida entre duas caixas,

mas noutro dia,

podia estar junta numa só caixa,

ou dividida entre três ou mais caixas,

e tudo isso parece, na verdade, algo errático.

Chama-se dinâmica de fissão-fusão,

a propriedade de um grupo animal

de se dividir e juntar regularmente

em subgrupos diferentes.

O que nós fazemos é retirar toda esta informação

destes diferentes dias

e juntá-la toda

para extrair padrões de associação a longo-prazo

ao aplicar técnicas com análise de redes

para ter uma ideia geral

da estrutura social da colónia.

É assim que essa ideia geral parece.

Nesta rede, todos os ciclos

são nós, morcegos individuais,

e as linhas entre eles

são laços sociais, associações entre indivíduos.

Isto parece ser muito interessante.

Esta colónia de morcegos é organizada

em duas comunidades diferentes

que não podem ser previstas

das dinâmicas fissão-fusão diárias.

Chamamos-lhe unidades sociais crípticas.

Ainda mais interessante:

todos os anos, por volta de outubro,

a colónia divide-se,

e todos os morcegos hibernam separadamente,

mas ano após ano,

quando os morcegos se juntam
novamente na primavera,

a comunidade mantém-se a mesma.

Estes morcegos, portanto,
lembram-se dos seus amigos

ao longo de muito tempo.

Com um cérebro do tamanho de um amendoim,

eles mantêm laços invidualizados

de longo prazo.

Nós não sabíamos que isso era possível.

Sabíamos que os primatas

e os elefantes e golfinhos podiam fazer isso,

mas comparados com os morcegos,
eles têm cérebros enormes.

Então, como é possível

que os morcegos mantenham esta estrutura social

estável e complexa

com capacidades cognitivas tão limitadas?

E é aqui que a complexidade
nos traz uma resposta.

Para perceber este sistema,

construímos um modelo computacional
do acolher,

baseado em regras simples e individuais,

e simulámos milhares e milhares de dias

na colónia de morcegos virtual.

É um modelo matemático,

mas não é complicado.

O que o modelo nos disse é que,
muito simplesmente,

cada morcego conhece alguns outros
membros da colónia

como amigos, e é apenas um pouco
mais provável

que se acolha numa caixa com eles.

Regras simples, individuais.

Isto basta para explicar

a complexidade social destes morcegos.

Mas isto melhora.

Entre 2010 e 2011,

a colónia perdeu mais de dois terços
dos seus membros,

provavelmente devido ao inverno muito frio.

Na primavera seguinte,
não formou duas comunidades

como todos os anos,

o que poderia ter levado a colónia
a morrer toda

devido ao seu pequeno tamanho.

Em vez disso, formou uma unidade
social singular e coesa,

o que permitiu à colónia sobreviver essa estação

e proliferar novamente nos dois anos seguintes.

O que sabemos é que estes morcegos

não têm consciência de que a sua colónia
está a fazer isto.

Tudo o que eles fazem é seguir regras
de associação simples,

e a partir desta simplicidade

surge a complexidade social

que permite à colónia ser resistente

apesar das mudanças dramáticas
na estrutura da população.

E eu acho isto incrível.

Agora quero contar-vos outra história,

mas, para esta, temos de viajar da Europa

para o Deserto Calaári na África do Sul.

É aqui que vivem os suricatas.

Certamente conhecem os suricatas.

São criaturas fascinantes.

Eles vivem em grupos com uma
hierarquia social muito rigorosa.

Há um par dominante,

e muitos subordinados,

alguns a desempenhar o papel de sentinelas,

outros o de amas,

outros ainda a ensinar as crias, e por aí adiante.

O que nós fazemos é pôr coleiras GPS
muito pequenas

nestes animais

para estudar como se mexem entre si,

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

E existe um exemplo muito interessante

de movimento coletivo nos suricatas.

No meio da reserva onde vivem,

existe uma estrada.

Nesta estrada existem carros, logo, é perigosa.

Mas os suricatas têm de a atravessar

para ir de um local de alimento para outro.

Nós perguntámo-nos:
"Como é que eles fazem isto?"

Descobrimos que a fêmea dominante,

na maior parte das vezes, é quem conduz
o grupo até à estrada,

mas quando é necessário atravessar a estrada,

ela dá a vez aos subordinados,

como quem diz:

"Vai à frente, e diz-me se é seguro."

O que eu não sabia

era quais as regras de comportamento
que os suricatas seguiam

para acontecer esta mudança
na extremidade do grupo

e se as regras simples
eram suficientes para a explicar.

Assim, eu construí um modelo
de suricatas simulados,

que atravessam uma estrada simulada.

É um modelo simplista.

Os suricatas em movimento
são como partículas aleatórias

cuja única regra é o alinhamento.

Eles simplesmente movem-se juntos.

Quando estas partículas chegam à estrada,

eles pressentem algum tipo de obstáculo,

e ressaltam contra ele.

A única diferença

entre a fêmea dominante, aqui a vermelho,

e os outros indivíduos,

é que para ela, a altura do obstáculo

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

é apenas ligeiramente mais alto,

e esta diferença pequena

na regra de movimento do indivíduo

é suficiente para explicar o que observamos,

que a fêmea dominante

conduz o seu grupo até à estrada

e então dá lugar aos outros

para eles a atravessarem primeiro.

George Box, um estatístico inglês,

escreveu em tempos:
"Todos os modelos são falsos,

"mas alguns modelos são úteis."

Na verdade, este modelo é obviamente falso,

porque, na realidade, os suricatas
são tudo exceto partículas aleatórias.

Mas também é útil

porque nos diz que a simplicidade extrema

nas regras de movimento ao nível individual

pode resultar num grande nível de complexidade

ao nível do grupo.

Mais uma vez, isso é simplificar a complexidade.

Eu gostaria de concluir

com o que isto significa para a espécie no seu todo.

Quando a fêmea dominante

dá a vez a um subordinado,

não o faz por cortesia.

Na verdade, a fêmea dominante

é extremamente importante para
a coesão do grupo.

Se ela morrer na estrada,
todo o grupo fica em risco.

Portanto, este comportamento de evitar o risco

é uma resposta evolucionária muito antiga.

Estes suricatas estão a replicar
uma tática evoluída

ao longo de milhares de gerações,

e estão a adaptá-la a um risco moderno,

neste caso, uma estrada construída
por humanos.

Eles adaptam regras muito simples,

e o comportamento complexo resultante

permite-lhes resistir à invasão humana

do seu "habitat" natural.

No final,

podem ser os morcegos que mudam
a sua estrutura social

em resposta à queda populacional,

ou podem ser os suricatas

que demonstram uma adaptação nova
a uma estrada humana,

ou podem ser outras espécies.

A minha mensagem aqui — não complicada,

mas simples, de esperança e maravilhamento —

a minha mensagem aqui é que os animais

mostram uma complexidade social extraordinária

e isto permite-lhes adaptarem-se

e responder às mudanças no seu meio envolvente.

Em três palavras, no reino animal,

a simplicidade leva à complexidade

que leva à resiliência.

Obrigado.

(Aplausos)

Dania Gerhardt: Muito obrigada, Nicolas,

por este grande início.
Está um pouco nervoso?

Nicolas Perony: Estou bem, obrigado.

DG: Ok, ótimo. Tenho a certeza de que
muitas pessoas na audiência

tentaram de algum modo fazer associações

entre os animais de que esteve a falar

— os morcegos, os suricatas — e os humanos.

O Nicolas trouxe alguns exemplos:

as fêmeas são os elementos sociais,

as fêmeas são os elementos dominantes,

não sei bem quem pensa como.

Mas está certo fazermos estas associações?

Há estereótipos que o Nicolas
possa confirmar sobre isto

que possam ser válidos e comuns
a todas as espécies?

NP: Bem, eu diria que também há

exemplos contrários a estes estereótipos.

Por exemplo, nos cavalos marinhos ou
nos coalas, de facto,

são os machos que cuidam sempre das crias.

E a lição é que é frequentemente difícil,

e por vezes até um pouco perigoso

traçar paralelos entre os humanos e os animais.

Portanto, é isso.

DG: Ok. Muito obrigada por este grande início.

Obrigada Nicolas Perony.
(Aplausos)