El medio ambiente se ha fragilizado a tal grado que cada vez hay más ecosistemas fragmentados, es decir, que forman parches inconexos donde muchas especies buscan hacer su vida y reproducirse, mientras que otras se mueven de un reducto a otro en busca de alimento. En estas condiciones, depredar de forma sistemática podría provocar mermas irreversibles en ciertos grupos y, por ende, su extinción; sin embargo, muchos predadores tienen una forma estocástica de trasladarse de un sitio a otro, la cual les asegura encontrar alimento con facilidad, al tiempo que favorece la elevación de las poblaciones locales.
Estos desplazamientos aleatorios se conocen como vuelos de Lévy y consisten en una serie de movimientos a multiescala o, en otras palabras, de viajes cortos y frecuentes seguidos de otros más largos y esporádicos, casi siempre azarosos. Este hallazgo recién apareció en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) y sus autores, Octavio Miramontes, Denis Boyer y Teodoro Dannemann sorprendieron a la comunidad científica no sólo por explicar cómo este mecanismo ayuda a estabilizar los sistemas ecológicos (se había estudiado en animales y cómo servía a escala individual, mas se ignoraba su impacto a nivel poblacional), sino porque ninguno de ellos es biólogo: los tres son físicos.
“Se cree que para llevar adelante este tipo proyectos uno debería salir en expedición al mar o la selva, aunque en realidad realizamos todo en un cubículo, frente a una computadora, garabateando muchas hojas de papel y valiéndonos de las matemáticas. La semilla de esto fue la tesis de Teodoro —quien vino al Instituto de Física (IF) para hacer un posgrado— y desde que tomamos la idea y la desarrollamos hasta su publicación en la PNAS pasaron tres años”, señala el doctor Miramontes, investigador tanto en el IF y como en el Centro de Ciencias de la Complejidad de la UNAM.
Y a su parecer, justo esta manera de trabajar es la que hace de este artículo algo pocas veces visto, pues más que una serie de observaciones lo que ellos crearon fue una teoría. “En biología casi siempre se analiza una variedad o una localidad y, por lo mismo, los resultados suelen ser muy focalizados y particulares. En esta ocasión hallamos una propiedad universal de los ecosistemas y, por lo mismo, algo útil para diseñar medidas encaminadas a proteger a especies amenazadas que viven en escenarios frágiles, sin importar cuál sea: tundras, desiertos, manglares o el océano mismo”.
Uno de los casos más emblemáticos en México y que quizá no se hubiera agravado a tal grado de haberse aplicado lo que se desprende del texto de Miramontes, Boyer y Dannemann es el de la vaquita marina (Phocoena sinus), pequeña marsopa que vive en el mar de Cortés y de la cual quedan ya menos de 30 ejemplares.
“El hombre es un depredador altamente efectivo y actúa como tal. En este caso la recomendación hubiera sido, si capitaneas un barco pesquero y encuentras un abundante banco de peces, no te quedas ahí hasta acabártelo; lo mejor es extraer cierta cuota y moverte. Debería existir una legislación que indicara: ‘eso debes hacer’ a fin de evitar escenarios tan adversos como el de la vaquita, un cetáceo que, en opinión de muchos expertos, sin duda se perderá”.
La complejidad y los nuevos horizontes
Para desarrollar este trabajo, recuerda el doctor Boyer, recibieron retroalimentación de biólogos porque —como apunta el investigador del IF—, ésta es la tendencia actual de la ciencia: asumir que los temas a abordar son complejos y hacer que las diversas disciplinas intercambien saberes a fin de ver qué se aportarán unas a otras.
De hecho, eso pasó con los procesos de Lévy, que al principio se usaban en física para entender el movimiento de las partículas microscópicas en fluidos y las propiedades fractales de sus trayectorias, que optimizan la exploración espacial. Como se asume que los animales se desplazan de manera óptima hubo científicos interesados en analizar si tales traslados se ajustaban a dichos patrones. Uno de los primeros experimentos se realizó con albatros.
“Pero estos recorridos no son exclusivos de las aves. Podemos apreciarlo en hormigas, reptiles e incluso hace algún tiempo hicimos una investigación con monos araña en la península de Yucatán y constatamos que esto se repetía. Y no hablamos sólo de depredadores, pues aunque esto permite tener mejores cazas sin agotar la fuente de alimento, también da una pauta para encontrar —con eficiencia— todo tipo de recursos”.
Para entender el porqué de esto, los autores del artículo Lévy flight movements prevent extinctions and maximize population abundances in fragile Lotka-Volterra systems analizaron qué pasaría si los parches de estos ecosistemas reducen drásticamente sus tamaños y son sometidos a una presión mayor de depredación.
“Observamos que los predadores que hacen vuelos de Lévy se adaptan bien a estos escenarios, pues tales traslados les permiten sobrevivir y reproducirse sin proliferar ni acabar con sus recursos. Así, ante una deterioración ambiental severa, el número promedio de quienes siguen este modelo se mantiene, incluso si los recursos decrecen a la mitad. Mientras, en condiciones idénticas, animales más locales en sus movimientos se extinguen”.
Tiburones, pingüinos, abejas e incluso los humanos, ¿a qué se debe que pese a ser tan diferentes en escalas y taxonomía, muchos reproduzcan estos patrones, pregunta Denis Boyer. “Quizá esta prevalencia de los vuelos de Lévy se deba a que las criaturas proclives a este tipo de movimiento tienen más posibilidades de sobrevivir a la escasez de alimento que especies mucho más estereotipadas en cuanto a su búsqueda y explotación de recursos”.
Sobre cómo tres físicos terminaron desglosando el funcionamiento de los ecosistemas, el doctor Miramontes señala que era inevitable. “Si hace algunos años me hubieran hablado del desplazamiento de los monos jamás lo hubiera considerado un tema de interés para mi disciplina, pero hoy todo es diferente. Ahora estamos conscientes de que nadie lo sabe todo y cada vez es más frecuente que modelos salidos de la física y las matemáticas irrumpan en los cubículos de los biólogos —como paso aquí— y viceversa”.
Y esto resulta benéfico en momentos como el actual, cuando el mundo está muy cerca de una catástrofe y necesita de acciones urgentes. “¿Cómo preservar fauna amenazada? En un contexto en el que hay especies que desaparecen a nivel local es factible no sólo evitar la extinción a través del movimiento, sino maximizar las poblaciones. Ésta es una de las posibles aportaciones de nuestro trabajo y un ejemplo de lo mucho que se puede avanzar cuando nos atrevemos a mover a la física de sus terrenos tradicionales, la ponemos frente a otras disciplinas y la hacemos dialogar”.