¡Perritos! Ahora que tengo tu atención, teoría de la complejidad

El comportamiento animal no es complicado, pero es complejo. Nicolas Perony estudia cómo los animales -- ya se trate de terriers escoceses, murciélagos o suricatas -- siguen reglas simples que, en conjunto, crean patrones más grandes de la conducta. Y cómo de esta complejidad nace la simplicidad que puede ayudar a adaptarse a las nuevas circunstancias, a medida que surgen.

Ciencia.

La ciencia nos ha
permitido conocer mucho

los confines del universo,

lo que es a la vez
enormemente importante

y extremadamente remoto.

Sin embargo, más cerca,

mucho más directamente
relacionado con nosotros,

hay muchas cosas
que no entendemos del todo.

Y una de ellas
es la extraordinaria

complejidad social de los
animales que nos rodean

y hoy quiero contarles
algunas historias

de la complejidad animal.

Pero antes, ¿a qué
llamamos complejidad?

¿Qué es complejo?

Bueno, complejo no es complicado.

Algo complicado comprende
muchas piezas pequeñas,

todas diferentes, y cada una

tiene su papel preciso
en la maquinaria.

Por el contrario,
un sistema complejo

está hecho de muchas,
muchas partes similares

y es su interacción

la que produce un comportamiento
globalmente coherente.

Los sistemas complejos tienen
muchas partes que interactúan

que se comportan según
reglas simples, individuales

y esto genera propiedades emergentes.

El comportamiento del sistema
como un todo

no puede deducirse

solo de las reglas individuales.

Como escribió Aristóteles:

"el todo es más que
la suma de las partes".

Pero vayamos de Aristóteles,

a un ejemplo más concreto
de sistemas complejos.

Los terriers escoceses.

Al principio, el sistema
está desorganizado.

Luego viene una
perturbación: la leche.

Cada individuo empieza
a empujar en una dirección

y esto es lo que sucede.

El molinete es una
propiedad emergente

de las interacciones
entre los cachorros

cuya única regla es tratar de mantener
el acceso a la leche

y, por lo tanto, empujar
en una dirección aleatoria.

Así que solo se trata de
encontrar las reglas simples

desde las que emerge la complejidad.

Yo llamo a esto complejidad simplificada

y es lo que hacemos en la cátedra
de diseño de sistemas

en la ETH Zúrich.

Recopilamos datos sobre
las poblaciones animales,

analizamos los patrones complejos,
y tratamos de explicarlos.

Requiere que los físicos
trabajen con los biólogos,

con los matemáticos y con
científicos de la computación,

y es su interacción la que produce

la capacidad transfronteriza

para resolver estos problemas.

Así que de nuevo, el todo es más
que la suma de las partes.

En cierto modo, la colaboración

es otro ejemplo de sistema complejo.

Y posiblemente te estés preguntando

si estoy del lado de la bilogía
o de la física.

De hecho, es algo diferente,

y para explicarlo, necesito contarles

una pequeña historia sobre mí.

Cuando era chico,

me encantaba construir cosas,
crear máquinas complicadas.

Así que me puse a estudiar
ingeniería eléctrica

y robótica.

Mi proyecto final

era construir un robot llamado ER-1

-- que se veía así --

que recopilaría información
de su entorno

y procedería a seguir
una línea blanca en el suelo.

Era muy, muy complicado,

pero funcionó magníficamente
en nuestra habitación de prueba.

El día de la demostración, los
profesores aprobarían el proyecto.

Llevamos el ER-1 a la
habitación de evaluación.

Resultó ser que la luz del lugar

era un poquito diferente.

El sistema de visión del robot
se confundió.

En la primera curva de la línea,

abandonó su curso
y se estrelló contra una pared.

Nos había llevado
semanas construirlo

y todo lo que tomó
para destruirlo

fue un cambio sutil
en el color de la luz

en la habitación.

Ahí fue cuando me di cuenta

de que cuanto más complicada
haces una máquina,

más probable es que falle

debido a algo absolutamente inesperado.

Y decidí que, de hecho,

no quería crear cosas complicadas.

Quería entender la complejidad,

la complejidad del mundo que nos rodea

y especialmente en el reino animal.

Lo que nos lleva a los murciélagos.

Los murciélagos Bechstein son una especie
común de murciélagos europeos.

Son animales muy sociales.

La mayoría de ellos se posan
o duermen juntos.

Y viven en colonias de maternidad,

lo que significa que cada primavera,

las hembras se reúnen después
de la hibernación de invierno

y permanecen juntas
durante unos 6 meses

para criar a sus hijos.

Todas ellas llevan
un chip muy pequeño,

por lo que cada vez
que una de ellas

entra en una de estas cajas especialmente
equipadas para murciélagos,

sabemos dónde está,

y lo más importante,

sabemos con quién está.

Estudio las asociaciones para
descansar en los murciélagos,

y así se ve.

De día, los murciélagos se posan

en subgrupos en diferentes cajas.

Podría ser que un día,

la colonia se divida
entre 2 cajas,

pero otro día

podrían estar juntos
en una sola caja

o dividirse en 3 o más cajas,

y todo eso parece
más bien errático,

Se llama dinámica
de la fisión-fusión

a la propiedad de
un grupo de animales

de dividirse y fusionarse regularmente

en diferentes subgrupos.

Lo que hacemos es tomar
todos estos datos

de todos estos días

y juntarlos todos

para extraer un patrón de
asociación a largo plazo

mediante la aplicación de técnicas
de análisis de redes

para obtener una imagen completa

de la estructura social de la colonia.

¿De acuerdo? Así queda la imagen.

En esta red, todos los círculos

son nodos, murciélagos individuales,

y las líneas entre ellos

son los lazos sociales, las
asociaciones entre individuos.

Resulta que esta es una figura
muy interesante.

Esta colonia de murciélagos
está organizada

en 2 diferentes comunidades

que no pueden predecirse

a partir de la dinámica de
fisión-fusión diaria.

Los llamamos unidades
sociales crípticas.

Es aún más interesante, de hecho:

Cada año, para octubre,

la colonia se divide

y todos los murciélagos
hibernan por separado.

Pero año tras año,

cuando los murciélagos se reúnen
de nuevo en la primavera,

las comunidades
se mantienen igual.

Así que estos murciélagos
recuerdan a sus amigos

por un tiempo muy largo.

Con un cerebro del
tamaño de un maní,

mantienen vínculos sociales,

individualizados a largo plazo.

No sabíamos que eso era posible.

Sabíamos que los primates,

los elefantes y los
delfines podían hacer eso,

pero en comparación con los murciélagos,
tienen grandes cerebros.

Así que, ¿cómo puede ser

que los murciélagos
mantengan esta compleja

estructura social estable

con tan limitadas
capacidades cognitivas?

Y aquí es donde la complejidad
nos da una respuesta.

Para entender este sistema,

hemos construido un modelo
informático de dormidero,

basado en reglas simples,
individuales,

que simulan miles y miles de días

en la colonia virtual de murciélagos.

Es un modelo matemático,

pero no es complicado.

Lo que ese modelo nos dijo es que,
en pocas palabras,

cada murciélago reconoce a algunos
de los otros miembros de la colonia

como sus amigos y es
un poco más probable

que descanse en una caja con ellos.

Simples reglas individuales.

Esto es todo lo que se necesita
para explicar

la complejidad social
de estos murciélagos.

Pero se pone mejor.

Entre 2010 y 2011,

la colonia perdió más de dos tercios
de sus miembros,

probablemente debido
a un invierno muy frío.

La siguiente primavera,
no se formaron dos comunidades

como cada año,

lo que podría haber hecho
que toda la colonia muera

porque se había vuelto pequeña.

En cambio, se formó una sola
unidad social cohesionada,

que permitió que la colonia
sobreviva esa temporada

y vuelva a crecer
en los dos años siguientes.

Lo que sabemos es que
los murciélagos

no son conscientes de que
su colonia está haciendo esto.

Lo que hacen es aplicar unas
simples reglas de asociación

y de esta simplicidad

emerge la complejidad social

que permite a la
colonia recuperarse

de los profundos cambios
en la estructura de la población.

Y me parece increíble.

Ahora quiero contarles
otra historia,

pero tendremos que
viajar desde Europa

al desierto de Kalahari
en Sudáfrica.

Aquí es donde viven
las suricatas.

Estoy seguro de que conocen
a las suricatas.

Son criaturas fascinantes.

Viven en grupos con una
jerarquía social muy estricta.

Hay una pareja dominante

y muchos subordinados.

Algunos hacen de centinelas,

algunos de niñeras,

algunos enseñan a los cachorros,
y así sucesivamente.

Lo que hicimos fue poner
unos collares GPS muy pequeños

en estos animales

para estudiar cómo
se mueven juntos

y qué relación guarda esto
con su estructura social.

Y hay un ejemplo
muy interesante

del movimiento colectivo
de las suricatas.

En el medio de la reserva
en la que viven

hay una ruta.

En esta ruta hay coches,
por lo que es peligroso.

Las suricatas tienen
que cruzarla para

ir de un lugar de
alimentación a otro.

Así que nos preguntamos,
¿exactamente cómo hacen esto?

Descubrimos que
la hembra dominante

es generalmente la única que
guía al grupo a la ruta,

pero al momento de cruzarla,

deja pasar a los subordinados,

como diciendo,

"Adelante, díganme si es seguro".

Lo que yo no sabía

era qué reglas de comportamiento
seguían las suricatas

para que este cambio tenga lugar

y si podía explicarse
con reglas simples.

Entonces, construí un modelo,
un modelo de simulación de suricatas

cruzando una ruta simulada.

Es un modelo simplista.

Las suricatas en movimiento son
como partículas aleatorias

cuya única regla es
la de alineación.

Simplemente se mueven juntas.

Cuando estas partículas
llegan a la ruta,

sienten algún tipo de obstáculo

y rebotan contra él.

La única diferencia

entre la hembra dominante,
aquí en rojo,

y los otros individuos,

es que para ella la
altura del obstáculo,

que es, de hecho, el riesgo
percibido de la carretera,

es sólo ligeramente superior

y esta pequeña diferencia

en la regla del
movimiento individual

es suficiente para explicar
lo que observamos:

que la hembra dominante

lleva a su grupo a la carretera

y luego les da paso a los otros

para que crucen primero.

George Box, que fue
un estadístico inglés,

una vez escribió:
"Todos los modelos son falsos,

pero algunos modelos son útiles".

Por lo tanto, este modelo
es obviamente falso,

porque en la realidad las suricatas son
cualquier cosa menos partículas aleatorias.

Pero también es útil,

porque nos dice que
la extrema simplicidad

de las reglas del movimiento
a nivel individual

puede generar una
enorme complejidad

en el nivel del grupo.

Así que de nuevo, eso es
simplificar la complejidad.

Me gustaría concluir

con lo que esto significa
para toda la especie.

Cuando la hembra dominante

da paso a un subordinado,

no es por cortesía.

De hecho, la hembra dominante

es extremadamente importante
para la cohesión del grupo.

Si ella muere en el camino,
todo el grupo está en riesgo.

Este comportamiento
de evitación de riesgos

es una respuesta
evolutiva muy antigua.

Estas suricatas están replicando
una táctica evolutiva

que tiene miles de generaciones
de antigüedad,

y se están adaptando
a un riesgo moderno,

en este caso una ruta
construida por los seres humanos.

Adaptan reglas muy simples

y el comportamiento
complejo resultante

les permite resistir
la invasión humana

a su hábitat natural.

Al final,

pueden ser los murciélagos
que cambian su estructura social

en respuesta a descenso
de la población,

o pueden ser suricatas

que muestran una original adaptación
frente a una ruta humana,

o puede ser otra especie.

Mi mensaje -- y no es uno complejo,

sino uno sencillo de asombro y esperanza --

mi mensaje es que los animales

muestran una extraordinaria
complejidad social,

y esto les permite adaptarse

y responder a los
cambios en su entorno.

Resumiendo, en el reino animal,

la simplicidad conduce
a la complejidad

lo que conduce a la capacidad
de recuperación.

Gracias.

(Aplausos)