Le vite sociali segrete dei pipistrelli |Nicolas Perony | TEDxZurich

"La semplicità porta alla complessità e quindi alla sopravvivenza", dice Nicolas Perony, un ingegnere che si è dato allo studio dei sistemi complessi e che si occupa della struttura sociale dei gruppi animali. Perony condivide le sue scoperte sulle connessioni sociali durature dei pipistrelli e su come i suricati del Kalahari si siano adattati per far fronte all'invasione dell'uomo, offrendoci uno scorcio sulla meravigliosa complessità che si nasconde nel regno animale.

La scienza.

La scienza ci ha permesso
di conoscere tantissime cose

sulle parti più remote dell'universo,

che è allo stesso tempo

tremendamente importante
ed estremamente lontano.

Eppure, molto più vicino,

molto più direttamente connesse a noi,

ci sono molte cose
che non capiamo del tutto.

Una di esse è la straordinaria
complessità sociale

degli animali che ci stanno attorno.

E oggi voglio raccontarvi
alcune storie sulla complessità animale.

Ma prima: che cos'è la complessità?

Cosa è complesso?

Beh, complesso non vuol dire complicato.

Qualcosa di complicato
è composto di molte piccole parti,

tutte diverse, e ognuna di esse

ha un proprio ruolo ben preciso
all'interno del meccanismo.

Al contrario, un sistema complesso

è fatto di molte, moltissime parti simili

ed è la loro interazione

che produce un comportamento
armonioso a livello globale.

I sistemi complessi hanno
molte parti che interagiscono tra loro

e che si comportano secondo
regole semplici e individuali.

Questo ha come risultato
delle proprietà emergenti.

Il comportamento del sistema
nel suo insieme

non può essere previsto
osservando solo le regole individuali.

Come scrisse Aristotele:

"Il tutto è maggiore
della somma delle sue parti".

Ma, da Aristotele, spostiamoci

a un esempio più concreto
di sistema complesso.

Questi sono degli Scottish Terrier.

All'inizio, il sistema è disorganizzato.

Poi arriva una perturbazione: il latte.

Ciascun individuo comincia a spingere

in una direzione -- (Risate)

-- e questo è quel che succede.

Questa girandola
è una proprietà emergente

dell'interazione tra i cuccioli,

la cui unica regola è cercare
di mantenere l'accesso al latte

e quindi di spingere
in una direzione casuale.

Si tratta solo di trovare
delle semplici regole

da cui emerge la complessità.

Lo chiamo "semplificare la complessità".

E questo è quel che facciamo
a Chair of Systems Design

a ETH Zurich.

Raccogliamo dati
sulle popolazioni animali,

analizziamo modelli complessi,
tentiamo di spiegarli.

Per fare questo servono fisici
che lavorano con biologi,

matematici e informatici.

È la loro interazione

che produce delle competenze
multidisciplinari

in grado di risolvere questi problemi.

Perciò, di nuovo: il tutto è più
della somma delle sue parti.

In un certo senso, la collaborazione
è un altro esempio di sistema complesso.

E forse vi starete chiedendo
da che parte sto io.

Biologia o fisica?

In realtà, la cosa è un po' diversa.

Per spiegarvelo, devo raccontarvi
una breve storia su di me.

Quando ero bambino
amavo costruire cose

e creare macchinari complicati.

Perciò, decisi di studiare
ingegneria elettronica e robotica.

E il mio progetto finale

consisteva nel costruire
un robot denominato ER1

che aveva questo aspetto.

Avrebbe dovuto raccogliere
informazioni dal suo ambiente

e procedere nel lavoro seguendo
una linea bianca sul pavimento.

Era molto, molto complicato,

ma funzionò magnificamente
nella stanza in cui facevamo i test.

Il giorno della prova i professori
si erano riuniti per valutare i progetti,

perciò portammo ER1
nella stanza della prova.

Scoprimmo che la luce della stanza

era un po' diversa.

Il sistema visivo del robot si confuse.

Alla prima curvatura della linea,

abbandonò il percorso
e si schiantò contro il muro.

Avevamo passato settimane a costruirlo
e per distruggerlo bastò semplicemente

un sottile cambiamento
nel colore della luce della stanza.

Fu allora che capii che

più complicata rendi la macchina

più facilmente quella fallirà

a causa di qualcosa
di assolutamente inaspettato.

E decisi che in realtà

non volevo davvero
creare cose complicate.

Volevo capire la complessità:

la complessità del mondo che ci circonda,

specie quello del regno animale.

Il che ci porta ai pipistrelli.

I pipistrelli di Bachstein sono una specie
comune di pipistrello in Europa.

Sono animali molto sociali.

Per la maggior parte, si appollaiano
o dormono assieme.

E vivono in colonie materne.
Il che significa che, ogni primavera,

le femmine s'incontrano
dopo il letargo invernale

e restano assieme per circa sei mesi

per allevare i piccoli.

E portano tutte un piccolissimo chip,

il che significa che ogni volta
che una di loro

entra una di queste speciali
casette per pipistrelli,

noi sappiamo dove si trova.

E cosa più importante,
sappiamo con chi si trova.

Insomma studio le abitudini
di riposo dei pipistrelli.

Ed è così che sono.

Durante il giorno, i pipistrelli riposano
in diversi sottogruppi in casette diverse.

Può capitare che, un giorno,
la colonia si divida tra due casette.

Ma, un altro giorno, può stare
tutta insieme in un'unica casetta,

o divisa tra tre o più casette.

Tutto questo può sembrare
piuttosto erratico.

Si chiama dinamica di fissione-fusione.

È la proprietà di un gruppo animale
di separarsi regolarmente

e unirsi in sottogruppi diversi.

Quindi quel che facciamo
è raccogliere tutti questi dati

da tutti questi giorni diversi

e metterli assieme

per estrapolare un modello
associativo a lungo termine

applicando tecniche di network analysis

per ottenere un disegno completo

della struttura sociale della colonia.

Ok? Ecco che aspetto ha questo disegno.

In questo network tutti i cerchi
sono nodi, singoli pipistrelli,

e le linee tra di loro
sono legami sociali:

associazioni tra individui.

Questa è un'immagine molto interessante.

Questa colonia di pipistrelli
è organizzata in due comunità

che non possono essere previste

dalle dinamiche giornaliere
di fissione-fusione.

Le chiamiamo unità sociali criptiche.

Cosa ancor più interessante:
ogni anno attorno a ottobre

la colonia si separa e tutti i pipistrelli
vanno in letargo separatamente.

Ma anno dopo anno,

quando i pipistrelli si raggruppano
di nuovo in primavera,

le comunità rimangono le stesse.

Perciò questi pipistrelli ricordano
i loro amici per lunghissimo tempo.

Col cervello delle dimensioni
di una nocciolina,

mantengono connessioni sociali
individuali a lungo termine.

Non sapevamo che fosse possibile.

Sapevamo che primati, elefanti
e delfini possono farlo

ma in confronto ai pipistrelli
hanno dei cervelli enormi.

Perciò, com'è possibile che i pipistrelli

mantengano questa complessa
e stabile struttura sociale

con abilità cognitive tanto limitate?

E qui è dove la complessità
ci fornisce una risposta.

Per capire questo sistema

abbiamo costruito un modello
digitale delle modalità di riposo

basato su semplici regole individuali

e abbiamo simulato migliaia
e migliaia di giorni

in una colonia virtuale di pipistrelli.

È un modello matematico,

ma non è complicato.

Ciò che il modello ci ha detto
è che, in sostanza,

ciascun pipistrello riconosce come amici
pochi altri membri della colonia,

ed è un po' più facile che scelga
di riposare in una casetta con loro.

Semplici regole individuali.

Questo è tutto ciò che serve per spiegare

la complessità sociale
di questi pipistrelli.

Ma c'è di meglio.

Tra il 2010 e il 2011

la colonia perse
più di due terzi dei suoi membri

probabilmente a causa
dell'inverno molto rigido.

La primavera successiva,
non formò due comunità come ogni anno,

il che avrebbe potuto significare
la morte dell'intera colonia

a causa delle ridotte dimensioni.

Invece, formò una singola
unità sociale coesa

che permise alla colonia
di sopravvivere alla stagione

e prosperare ancora i due anni successivi.

Ciò che sappiamo è che
i pipistrelli non sono consapevoli

che la loro colonia sta facendo questo.

Ciò che si limitano a fare
è seguire semplici regole d'associazione

e da questa semplicità
emerge una complessità sociale

che permette alla colonia di resistere

ai drammatici cambiamenti
della struttura della popolazione.

E io lo trovo incredibile.

Ora voglio raccontarvi un'altra storia.

Ma per farlo, dobbiamo
viaggiare dall'Europa

al Deserto del Kalahari, in Sudafrica.

Qui è dove vivono i suricati.

Sono certo che conoscete i suricati:
sono creature affascinanti.

Vivono in gruppi con una
gerarchia sociale molto rigida.

C'è una coppia dominante
e molti subordinati:

alcuni agiscono come sentinelle,
altri come babysitter,

altri insegnano ai cuccioli
e così via.

Mettiamo un piccolissimo
collare GPS a questi animali

per studiare come si muovono in gruppo

e come questo ha a che fare
con la loro struttura sociale.

E qui c'è un esempio molto interessante

dei movimenti collettivi dei suricati.

Al centro della riserva
in cui vivono c'è una strada.

Su questa strada passano le automobili,
quindi è pericoloso.

Ma i suricati devono attraversarla

per spostarsi tra le zone
dove c'è cibo.

Perciò ci siamo chiesti:
"Come lo fanno esattamente?"

Abbiamo scoperto che
la femmina dominante

è spesso quella che guida
il gruppo alla strada,

ma quando è la volta di attraversarla,

cede il passo ai suoi subordinati.

È come se stesse dicendo:
"Andate avanti, ditemi se è sicuro!"

(Risate)

Quel che non sapevo, in realtà,

era quali regole di comportamento
i suricati seguono

perché questo cambiamento
al margine del gruppo abbia luogo.

E queste semplici regole
bastavano a spiegarlo.

Così ho costruito un modello:

un modello di suricati simulati
che attraversavano una strada simulata.

È un modello semplicistico.

I suricati che si muovono
sono come particelle casuali

la cui unica regola è
quella di allinearsi tra loro.

Si muovono assieme, tutto qui.

Quando queste particelle
arrivano alla strada

avvertono un qualche tipo di ostacolo

e gli rimbalzano contro.

L'unica differenza tra
la femmina dominante in rosso

e gli altri individui

è che per lei l'altezza dell'ostacolo,

che è in realtà il rischio percepito
dalla strada,

è un po' più alto.

E questa piccola differenza nella regola
individuale del movimento

è sufficiente a spiegare
ciò che osserviamo:

che la femmina dominante
guida il gruppo alla strada

e cede il passo agli altri perché
siano loro ad attraversare per primi.

George Box, uno statistico inglese,
una volta ha scritto:

"Tutti i modelli sono falsi,
ma alcuni modelli sono utili".

E in effetti, questo modello
è ovviamente falso,

perché nella realtà i suricati
sono tutto meno che particelle casuali.

Ma è anche utile, perché ci dice

che la regola dell'estrema semplicità
nei movimenti a livello individuale

può portare a un'estrema complessità

a livello di gruppo.

Perciò, di nuovo:
si tratta di semplificare la complessità.

Vorrei concludere

con ciò che questo significa
per l'intera specie.

Quando la femmina dominante
cede il passo a un subordinato,

non lo fa per cortesia.

Infatti, la femmina dominante
è estremamente importante

per la coesione del gruppo.

Se muore sulla strada,
l'intero gruppo è in pericolo.

Perciò, questo comportamento
dell'evitare i pericoli

è una risposta evolutiva molto antica.

Questi suricati stanno replicando
una tattica evoluta

che è vecchia di migliaia di generazioni

e la stanno adattando
a un rischio moderno;

in questo caso: una strada
costruita dagli uomini.

Adattano regole molto semplici

e il comportamento complesso che ne deriva

permette loro di resistere
all'intrusione dell'uomo

nel loro habitat naturale.

Alla fine, possono essere i pipistrelli
che cambiano la loro struttura sociale

in risposta al crollo della popolazione.

O i suricati che mostrano un nuovo
modo di adattarsi a una strada.

O magari sarà un'altra specie.

Il mio messaggio qui
non è un messaggio complicato,

ma uno di meraviglia e speranza.

Il messaggio è che gli animali esibiscono
una complessità sociale straordinaria

e ciò permette loro di adattarsi
e di rispondere ai cambiamenti

nel loro ambiente.

In tre parole: nel regno animale

la semplicità porta alla complessità
e quindi alla sopravvivenza.

Grazie.

(Applausi)