updated 1:27 PM CET, Dec 5, 2016

Las olas del pingüino emperador y los atascos de tráfico

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ola de pinguino emperador

El pingüino emperador es el único vertebrado conocido para reproducirse durante el invierno antártico

Los pingüinos emperador se mantienen calientes en los brutales inviernos antárticos acurrucándose juntos en grandes paquetes, un hecho tan conocido que ha sido objeto de más de un par de películas. Sin embargo, debido a los pingüinos se ponen tan apretujadamente juntos, puede parecer que se mueven como ondulantes olas, en lo que es uno de los más extraños fenómenos animales que puedes ver. En serio, mira el video de abajo.


Este movimiento ha sido pensado para estar organizado: cuando se forma un corrillo los pingüinos andan hacia adelante periódicamente para ayudarse mutuamente a pasar por el medio cálido y los bordes fríos. La investigación publicada esta semana en el New Journal of Physics demuestra cómo funciona este tipo de comportamiento, utilizando un corolario bastante inesperado: los atascos de tráfico.

El pingüino emperador es el único vertebrado conocido para reproducirse durante el invierno antártico, donde las temperaturas pueden bajar a -50°F, y como tal, su movimiento a través de zonas calientes es crucial por igual para la supervivencia de adultos y jóvenes. Trabajos previos han demostrado que ese movimiento puede aumentar la temperatura ambiente hasta tanto como 37,5°C, o cerca de la temperatura corporal de los adultos.

Un trabajo posterior, publicado en 2011, comenzó a explicar el origen de las olas de los pingüinos. Ese documento, dirigido por Daniel Zitterbart, que es un co-autor del informe más reciente, mostró que cada 30-60 segundos todos los pingüinos hacen pequeños pasos que viajan como una ola a través de todo el pelotón. Con el tiempo, estos pequeños movimientos conducen a la reorganización a gran escala del pelotón. En otras palabras, porque están demasiado apretujados para moverse juntos en un intento por conservar el calor, los pelotones de pingüinos se pueden mover como uno solo. Genial, ¿no?

reorganización de un grupo de pingüinos emperador

reorganización de un grupo de pingüinos emperador

Si alguna vez has estado atrapado en una enorme multitud, sabrías lo difícil que es moverse en cualquier lugar sin  haber algún tipo de organización. Así que ¿por qué los pingüinos son tan buenos en eso? El estudio del New Journal of Physics, dirigido por Richard Gerum de la Universidad de Erlangen-Nuremberg, investiga el movimiento a través de la dinámica de fluidos.

Curiosamente, la tendencia de los grupos de objetos individuales a agruparse se ha demostrado en muchos sistemas y no sólo los relacionados con los pingüinos. Debido a que los pingüinos pueden responder a su entorno, se describen mejor como "agentes de auto-conducción". Los autores explican que significa que pueden percibir activamente las posiciones de sus vecinos, procesar esta información y luego activar su sistema de locomoción para moverse en una dirección adecuada.

Con esto en mente, el equipo trató a los pingüinos de cuatro pies de altura como agentes individuales que tienden a agruparse en patrones similares. El razonamiento es que quieren estar tan cerca de sus vecinos lo posible para conservar el calor. De hecho, en el ensayo de un modelo matemático de un corrillo, los autores encontraron que cada vez que los pingüinos se posicionaron de forma irregular fueron capaces de volver a montar rápidamente su forma óptima en la que los beneficios a apiñarse donde hay calor son más grandes. Y en lugar de moverse al unísono, se trasladan en oleadas.

En términos generales, los autores argumentan que suena como otro sistema de movimiento muy controlado al que todos estamos familiarizados: el atasco de tráfico. La física del tráfico se ha estudiado en gran medida, y los autores han buscado aplicar modelos similares en su afán por explicar las peculiares olas del pingüinos emperador.

reorganización de un grupo de pingüinos emperador

movimiento en ola del pingüino emperador

En el tráfico, el movimiento se produce a borbotones y a que hay que esperar a que se mueva la persona frente a ti antes de que puedas moverte tu, y los retrasos se suman en la fila. También se ve agravada por la tendencia de los conductores a estar lo más cerca como sea posible de la persona en frente de ellos, requiriendo paradas y arranques repentinos, en lugar de mantener una distancia para suavizar las cosas.

Por lo tanto, debido a la tendencia de los pingüinos a atenerse a un espaciamiento estrecho específico, cualquier perturbación afectará la ondulación a través del grupo.

Imagínate por un momento a ti mismo como un pingüino emperador. Estás encajonado por una rejilla de compañeros pingüinos a tu alrededor. El pingüino detrás de ti, incubando su huevo escondido entre sus pies, da un paso a la derecha, lo que abre un espacio para que entre el aire frío, por lo que todos los demás a su alrededor también se mueven hacia la derecha. Una vez que los pingüinos están ahora en su frío lado a la derecha, ellos dan un paso para calentarse de nuevo, y así sucesivamente.

Como escriben los autores, "la cascada resultante de las reorganizaciones se extiende desde que el pingüino inicia una ola con una velocidad fija y una parte delantera con forma rectangular".

Cualquier pingüino en el corrillo de vez en cuando realiza un paso. Esto perturba localmente la configuración triangular del corrillo y desencadena que cada uno de los pingüinos vecinos realicen también un solo paso después de un pequeño tiempo de retraso. Este retraso depende de las distancias reales entre los pingüinos, el umbral de distancia y la velocidad de los movimientos.

Es bastante intuitivo cuando realmente se ejecuta a través de su cerebro: Grandes grupos de objetos, como los coches en la autopista o los pingüinos en la Antártida, no se mueven como uno ya que cada objeto es un individuo. Debido a eso, sólo pueden responder a los estímulos de sus vecinos, que se ondulan a través del sistema.

Un lado del tráfico, que es una de las razones de que los coches autónomos puedan ser capaces de frenar la congestión, es una red de vehículos controlados por computadora que pueden trabajar más al unísono, y por lo tanto con más facilidad que los conductores humanos. No existen pingüinos autónomos, y espero que no se sustituirán jamás sus contrapartes naturales, lo que significa que los pingüinos emperador están más o menos atrapados en sus atascos de tráfico. Afortunadamente para los helados pájaros, los atascos de tráfico están donde deben estar.

Artículo científico: The origin of traveling waves in an emperor penguin huddle