updated 1:27 PM CET, Dec 5, 2016

Delfines, los 'Einsteins' de las profundidades

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Los delfines usan matemáticas complejas

Los delfines usan matemáticas no lineales para cazar con redes de burbujas

Los delfines pueden usar en la caza complejas matemáticas no lineales, según un nuevo estudio que sugiere que podrían ser mucho más hábiles de lo que antes se pensaba.

La inspiración para el nuevo estudio, publicado en el último número de Proceedings of the Royal Society A, se produjo después de que el autor principal Tim Leighton vió un episodio en Discovery Channel de la serie Planeta Azul (que lamentablemente no he podido localizar) en el que los delfines soplaban múltiples pequeñas burbujas alrededor de la presa que cazaban.

"De inmediato me enganché, porque sabía que un sonar hecho por el hombre no sería capaz de operar en aguas con tales burbujas", dice Leighton, profesor de ultrasonido y acústica subacuática en la Universidad de Southampton.

"O bien estos delfines cuando cazaban "cegaban" su aparato sensorial más espectacular - lo que sería raro, aunque todavía tienen la vista para responder -, o tienen un sonar que puede hacer lo que el sonar humano no puede... Tal vez tienen algo increíble", añade.

Leighton y sus colegas Paul White y el estudiante Gim Hwa Chua, se propusieron determinar cuál es esa asombrosa capacidad.

delfines cazan con redes de burbujas
(a) Los delfines comunes reunen bancos de sardinas con redes de burbujas. (b) Un delfín comienza a liberar una nube de burbujas (flechas) de su espiráculo. Un momento después, (c) un delfín (1) nada, dejando detrás la nube en expansión (2). Otros delfines (incl. 3) entran en el cuadro. (d) El banco de sardinas se encuentran atrapado dentro de una pared de burbujas. Imágenes cortesía de The Blue Planet (BBC).

Matemáticas complejas

Empezaron modelando los tipos de pulsos de ecolocalización que emiten los delfines. Los investigadores los procesaron utilizando matemáticas no lineales en lugar de la forma estándar de procesamiento de datos de sonda. La técnica funcionó, y podría explicar cómo los delfines logran el éxito en la caza con burbujas.

Las matemáticas en cuestión son complejas. Esencialmente, se basan en el envío de pulsos que varían en amplitud. El primero puede tener un valor de 1, mientras que el segundo tiene 1/3 de amplitud.

"Por lo tanto, siempre y cuando el delfín recuerde que proporciones tenían los dos pulsos, pueden multiplicar el segundo eco y añadir más ecos en conjunto, haciendo "visibles" los peces a su sonar", dice Leighton. "Se trata de mejorar la detección".

Pero eso no es todo. En la caza, tiene que haber una segunda etapa.

"Las burbujas causan falsas alarmas, porque se dispersan con fuerza y un delfín no puede permitirse el lujo de desperdiciar su energía persiguiendo falsas alarmas, mientras que los peces escapan", explica Leighton.

La segunda etapa implica entonces restar los ecos uno de un otro, asegurando que el eco del segundo impulso es el primero multiplicado por tres. El proceso, en definitiva, consiste por lo tanto en hacer visibles a los peces mediante la adición de sonar. El pescado se hace visible por sustracción para confirmar que es un objetivo cierto.

Con el fin de confirmar que los delfines usan como sonar matemáticas no lineales, aún deben ser contestadas algunas preguntas. Por ejemplo, para que esto funcione los delfines cuando entran en el agua burbujeante tendrían que usar una frecuencia que sea lo suficientemente baja que les permita escuchar las frecuencias que son dos veces más altas en el lugar.

"Hasta que no se tomen medidas de sonar durante la caza del delfín salvaje en aguas burbujeantes, estas preguntas seguirán sin respuesta", dice Leighton. "Lo que hemos demostrado es que es imposible distinguir los objetivos de agua burbujeante que utilizan el mismo tipo de pulsos que usan los delfines".

Beneficios para los seres humanos

En caso de ser viable, este modelo de sonar puede llegar a tener un gran beneficio para los seres humanos. Puede ser que sea capaz de detectar circuitos encubiertos, como dispositivos de escucha ocultos en paredes, piedras o follaje. También podría mejorar considerablemente la detección de minas marinas.

"En la actualidad, la Armada utiliza los delfines como "buzos sin manos" en condiciones tan difíciles como el agua burbujeante cerca de la costa, por ejemplo, en el Golfo", dice.

En cuanto a las habilidades matemáticas de los delfines, los estudios previos realizados por el Cetner Dolphin Research en Florida ya han determinado que los delfines captan diversos conceptos numéricos, tales como el reconocimiento y la representación de valores numéricos en una escala ordinal.

La bióloga marino Laela Sayigh de la Woods Hole Oceanographic Institution, dice, "En la naturaleza, sería muy útil (para los delfines) realizar un seguimiento de las áreas que son más ricas en fuentes de alimento".

Mientras que los delfines son los animales más inteligentes del reino animal, es probable que no sean los únicos campeones en matemáticas.

Se ha demostrado que loros, chimpancés e incluso las palomas, tienen una comprensión avanzada de los conceptos numéricos. Los estudios en conjunto indican que la capacidad de las matemáticas es innata en muchas especies, con sentido de los números, habilidades matemáticas y habilidad verbal.  Talentos independientes que tal vez más tarde los seres humanos aprendieron a combinar.

Artículo científico de acceso gratuito: Do dolphins benefit from nonlinear mathematics when processing their sonar returns?

Enlace: University of Southampton