Investigadores encuentran que la respuesta es la estela del líder
Los peces y las aves pueden moverse en grupos, sin separarse o chocar, debido a una dinámica recientemente descubierta: los seguidores interactúan con la estela dejada por los líderes. El hallazgo ofrece nuevos conocimientos sobre la locomoción de los animales y apunta a posibles formas de aprovechar la energía de los recursos naturales, como los ríos o el viento.
"Los flujos de aire o agua generados naturalmente durante el vuelo o la natación pueden prevenir colisiones y separaciones, lo que permite que viajen juntos incluso individuos con diferentes movimientos de aleteo", explica Joel Newbolt, un candidato a doctorado en el Departamento de Física de la Universidad de Nueva York y el autor principal de la investigación, que aparece en Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Evidentemente, este fenómeno permite a los seguidores más lentos ir al paso de los líderes que baten más rápido al navegar en su estela".
Más ampliamente, el estudio abre posibilidades para capturar mejor los recursos naturales para generar energía a partir del viento y el agua.
"Si bien actualmente utilizamos el viento y el agua para satisfacer nuestras necesidades energéticas, nuestro trabajo ofrece nuevas formas de aprovecharlas de manera más eficiente a medida que buscamos nuevos métodos para mejorar las prácticas sostenibles", observa Leif Ristroph, uno de los co-autores del artículo y profesor asistente en el Instituto Courant de Ciencias Matemáticas de la Universidad de Nueva York.
Es bien sabido que los animales, como los peces y las aves, a menudo viajan en grupos, pero no se entendían completamente los detalles de estas interacciones en los bancos de peces y las bandadas de aves.
Para estudiar los efectos de los movimientos de aleteo y las interacciones de flujo en el movimiento de los miembros de un grupo, los investigadores realizaron una serie de experimentos en el Laboratorio de Matemáticas Aplicadas del Instituto Courant. Aquí, diseñaron un "cardumen" robótico de dos hidroalas, que simulan alas y aletas, que aletean hacia arriba y hacia abajo y nadan hacia adelante. El movimiento de aleteo de cada lámina fue impulsado por un motor, mientras que los movimientos de nado hacia adelante fueron libres y resultaron de la presión del agua sobre las láminas cuando se baten.
Los investigadores, que también incluyeron a Jun Zhang, profesor en el Instituto Courant, el Departamento de Física de la Universidad de Nueva York y la Universidad de Shanghai en Nueva York, variaron la velocidad de los movimientos de aleteo para representar a nadadores y voladores más rápidos y lentos.
Sus resultados mostraron que un par de láminas con diferentes movimientos de aleteo, que nadarían o volarían a diferentes velocidades cuando estuvieran solas podrían, de hecho, moverse juntas sin separarse o chocar debido a la interacción del seguidor con la estela dejada por el líder.
Específicamente, el seguidor "navega" de distintas maneras en la estela dejada por el líder. Si se arrastra hacia atrás, el seguidor experimenta un "impulso" hacia delante por esta estela; si se mueve demasiado rápido, sin embargo, un seguidor es "repelido" por la estela del líder.
"Estos mecanismos crean unos cuantos 'puntos dulces' para un seguidor cuando se coloca detrás de un líder", observa Zhang.
Artículo científico: Flow interactions between uncoordinated flapping swimmers give rise to group cohesion
