Los tiburones son buenos en matemáticas... por accidente

Durante décadas, los tiburones han engañado a los científicos. Resulta que al buscar comida utilizan un sendero matemático, llamado vuelo de Lévy, para cazar a sus presas. Lamentablemente, nadie había observado que los tiburones realizaban simulaciones estadísticas con el método Monte Carlo o trazaban  gráficas paraboloides, así que esta extraña habilidad se ha dado por sentada como una misteriosa adaptación que evolucionó a lo largo de la historia del animal.

Pero Andy Reynolds, un investigador biólogo de Rothamsted Research tiene otra teoría: los tiburones no son matemáticos naturales, simplemente no les agrada ser empujados por la turbulencia del océano. Reynolds realizó simulaciones computarizadas de los movimientos de los tiburones durante las corrientes marítimas y descubrió que estos siguen el vuelo de Lévy para evitar las aguas picadas. En otras palabras, los animales abstraen sus señales matemáticas del hábitat que los rodea, no de un talento programado para la teoría de la optimización.

“Los tiburones no están actuando de manera sabia, solo están siendo sensibles”, dice Reynolds. “Ser expulsado por las corrientes puede causarles daño y es mejor evitarlo. El hallazgo afirma que el vuelo de Lévy es una estrategia de búsqueda innata”. Los resultados de esta investigación fueron publicados hace tres días en Proceedings of the Royal Society A.

El vuelo de Lévy, nombrado así en honor al matemático francés Paul Lévy, originalmente fue concebido como un concepto enteramente matemático, sin corroborar su evidencia en el mundo real.  El patrón básico de éste parte de un número de pequeños movimientos en una región, seguido de uno más largo en una nueva y finaliza con otros pequeños.

Una representación gráfica de 1.000 pasos del vuelo de Lévy.

“El patrón se repite en escalas más y más grandes”, explica Reynolds. “Los movimientos cortos, que ocurren comúnmente, son puntuados por otros mayores, que se producen con menor frecuencia. A su vez, estos últimos son interrumpidos por otros aun más raros y largos”.

En 1990, el físico G.M. Viswanathan reconoció este patrón en colonias de pájaros albatros, lo que condujo al establecimiento de la hipótesis sobre el vuelo de Lévy; la idea de que la selección natural favorece a los animales que descubren estas rutas optimizadas. Es una conclusión lógica, dado a que seguir el vuelo de Lévy para cazar, le provee a los animales una ventaja gigantesca.

“La estrategia es efectiva en la búsqueda, ya que permite una proximidad inmediata para que pueda ser investigada a fondo sin que se necesite hacer varios sampleos o un cambio frecuente de locaciones” dice Reynolds. “Tendemos a hacer algo similar cuando se trata de buscar las claves perdidas. El vuelo de Lévy permite que esto suceda sin que exista la necesidad de tener habilidades de navegación sofisticadas o mapas mentales”.

El examen de Reynold sobre las rutas, bajo el lente de la teoría de la turbulencia, añade una nueva capa al fenómeno, más allá de la relación con el movimiento del tiburón. “Supongo que el vuelo de Lévy  ha surgido por ‘accidente’ en otros organismos”, explica Reynold.

“Esta teoría se ha evidenciado en las células T, células inmunes que buscan invasores; en las abejas cuando están en búsqueda de su hogar o comida; y en los cazadores humanos, como los de la tribu de Hadza”, dice.  En adición, otros predadores marinos, como los pingüinos, las tortugas y los peces óseos muestran seguir las mismas rutas.

“Mi teoría se aplica a todos estos cazadores”, dice. “Hay, incluso, fósiles marcados por las rutas de estos organismos que ocuparon los antiguos fondos marinos. Con esta acumulación de evidencia, la pregunta clave es: ¿cómo los organismos realizan el vuelo de Lévy? ¿Cómo llegaron los tiburones a ser cazadores tan efectivos?”.

Esas preguntas requieren de una investigación más amplia. Lo que está claro es que los tiburones no son los mejores predadores porque tengan talentos matemáticos.