C¨®mo organizar a las masas: las lecciones de las hormigas

Un agente aut¨®nomo tiene muchas ventajas, pero cuando la tarea es demasiado pesada no hay m¨¢s remedio que cooperar. Sin embargo, la cooperaci¨®n entre agentes aut¨®nomos plantea dos problemas graves. ?C¨®mo ponerlos de acuerdo para que todos tiren hacia el mismo lado? ?Y c¨®mo ajustar su comportamiento en respuesta a los retos del entorno? Una soluci¨®n es copiar a las hormigas, que lo resuelven mediante un delicado equilibrio entre la anarqu¨ªa y el adocenamiento.

El f¨ªsico de sistemas complejos Ofer Feinerman y sus colegas del Instituto Weizmann de Rehovot, Israel, han sometido a la hormiga Paratrechina longicornis ¨Cuna especie invasiva tan eficaz que ha colonizado los bosques y ciudades de todo el planeta¡ª a toda clase de perrer¨ªas experimentales, como tener que transportar enormes piezas de comida o cambiarles la posici¨®n del nido al que tienen que regresar con ellas. Y han ido puliendo as¨ª sus modelos matem¨¢ticos para explicar el comportamiento colectivo de esos insectos. Presentan sus resultados en Nature Communications.

¡°La optimizaci¨®n del transporte surge de unas reglas de decisi¨®n que equilibran la individualidad y la docilidad¡±, dicen los autores

¡°A la escala de la hormiga individual¡±, escriben Feinerman y sus colegas, ¡°la optimizaci¨®n del transporte surge de unas reglas de decisi¨®n que equilibran la individualidad y la docilidad¡±. Ser d¨®cil es imprescindible para que todas las hormigas empujen en la misma direcci¨®n: basta que cada una copie a su vecina. Pero son unos pocos individuos particularmente bien informados los que pueden corregir la trayectoria de la turbamulta si ¨¦sta se dirige a un lugar err¨®neo. Lo que no es tan raro.

La individualidad, la docilidad y el sutil equilibrio se codifican en cada insecto ¨Cquien tiene un cerebro es la hormiga, no el hormiguero¡ª, pero de la interacci¨®n entre esos agentes aut¨®nomos resultan propiedades nuevas. Este es el distintivo de un sistema emergente: un todo que es m¨¢s que la suma de sus partes. El conjunto de hormigas se comporta de un modo bien conocido por los f¨ªsicos: como un sistema cercano a una transici¨®n de fase.

Como el agua cerca del punto de congelaci¨®n, donde se juega su naturaleza l¨ªquida o s¨®lida, el sistema de hormigas se sit¨²a justo en la frontera entre el paseo aleatorio ¨Cla forma de andar de un borracho¡ª y el movimiento bal¨ªstico, que se dirige a un objetivo preciso. Por eso la llegada de una sola hormiga bien informada (una exploradora, o scout) es capaz de inclinar la balanza hacia la trayectoria correcta. Si el sistema de hormigas estuviera lejos de esa transici¨®n de fase, no habr¨ªa manera de enderezar su conducta.

Logran transportar enormes piezas de comida o cambiarles la posici¨®n en el nido al que tienen que regresar con ellas

No es la primera vez que la cercan¨ªa a una transici¨®n de fase (a veces llamada ¡°criticalidad¡±, o comportamiento cr¨ªtico) se propone como un principio organizador de los sistemas biol¨®gicos. Los enjambres de abejas y las bandadas de p¨¢jaros se comportan tambi¨¦n como sistemas cr¨ªticos, y esa cercan¨ªa a una transici¨®n de fase les permite sus r¨¢pidas y espectaculares correcciones de rumbo. Experimentar con esos sistemas, sin embargo, plantea obvias dificultades y riesgos dolorosos. Las hormigas de Feinerman han resultado un sistema ¨®ptimo.

Importa reparar en que todos estos sistemas funcionan sin un control central. Es cierto que la hormiga exploradora puede ejercer un efecto dr¨¢stico sobre el colectivo, como lo ejerce el p¨¢jaro que encabeza la V sobre la bandada que va detr¨¢s. Pero esos individuos en posiciones de privilegio no son quienes organizan el comportamiento de los dem¨¢s: son quienes tienen la mejor informaci¨®n, pero las reglas del sistema no est¨¢n en su cerebro, sino que emergen del conjunto. M¨¢s que verdaderos l¨ªderes, son aut¨¦nticos listillos.