E19 Dinâmica coletiva

Tópico

O comportamento coletivo de um bando de pássaros surge das interações locais entre seus membros individuais, sem nenhum coordenador central ou plano abrangente que dirija o bando como um todo.

As murmurações de estorninhos são o exemplo mais espetacular desse comportamento coletivo: grupos de até um milhão de pássaros formando e reformando, no ar, padrões de extraordinária beleza matemática, sem nenhum estorninho líder coordenando esse movimento coletivo do centro ou da frente do bando.

Em vez de responder a um líder, cada estorninho na murmuração segue apenas regras simples baseadas na posição de seus seis ou sete vizinhos mais próximos, independentemente da distância física real que o separa deles: o que importa para cada estorninho não é quantos metros o separam desses vizinhos, mas quantos vizinhos ele tem — sempre os mesmos seis ou sete mais próximos.

O resultado macroscópico de cada estorninho seguir essas regras simples baseadas em seus vizinhos mais próximos é a própria murmuração: um sistema complexo cujas propriedades — a forma mutável da nuvem de pássaros, a velocidade com que uma perturbação se propaga por ela — emergem do nível microscópico de interação entre cada estorninho e seus vizinhos, sem que nenhuma dessas propriedades macroscópicas esteja programada nas regras individuais de um único estorninho.

Esse comportamento coletivo também serve a duas funções ecológicas específicas. A primeira é a defesa contra predadores: um bando denso confunde um predador que tenta interceptar um indivíduo específico dentro dele e dilui o risco para cada pássaro individualmente, porque um predador que ataca uma murmuração inteira tem muito mais dificuldade em resolver o mesmo problema geométrico de interceptação que resolveria facilmente contra um único pássaro.

A segunda função ecológica é a otimização coletiva de energia: em formações migratórias, a liderança alterna entre diferentes indivíduos ao longo do tempo, de modo que a economia de energia que a posição correta dentro de uma formação proporciona a um pássaro seguidor é estendida, com essa rotação, a todos os indivíduos do bando, em vez de sempre beneficiar os mesmos poucos indivíduos que nunca ocupam a posição de líder. As leis físicas que regem esse comportamento coletivo, desde as regras simples de vizinhança até a forma como uma perturbação se propaga por todo o bando, são as mesmas leis físicas que regem o comportamento coletivo de peixes, insetos ou mesmo moléculas durante uma transição de fase. Assim, compreender o murmúrio de um estorninho e compreender a transição de fase de um material compartilham fundamentalmente a mesma física do comportamento coletivo.

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