A62 Perda de sincronização

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Um enxame de insetos pode perder a sincronização coletiva que normalmente mantém entre seus membros por diversos motivos: aumento do ruído ambiente, redução da densidade do enxame que separa os indivíduos ou perturbações externas que alteram a fase de movimento de cada indivíduo em relação aos demais.

O modelo de Kuramoto explica por que qualquer uma dessas três causas pode quebrar a sincronização do enxame: ele descreve a sincronização do enxame como um equilíbrio dinâmico entre duas forças que atuam em direções opostas sobre a fase de cada indivíduo. Por um lado, o acoplamento entre os membros do enxame tende a alinhar suas fases; por outro lado, a dispersão natural entre as frequências naturais de cada indivíduo, combinada com o ruído ambiente, tende a separar essas mesmas fases.

Para que o acoplamento entre os indivíduos continue a prevalecer nessa luta e para que o enxame permaneça sincronizado, esse acoplamento deve ultrapassar um limiar crítico que, por sua vez, aumenta com o ruído ambiente: um enxame voando em um ambiente mais ruidoso precisa permanecer mais denso do que um voando em um ambiente silencioso, precisamente para que o acoplamento efetivo entre seus indivíduos atinja o limiar cada vez mais alto exigido pelo ruído.

Quando o acoplamento entre os indivíduos do enxame cai abaixo desse limiar crítico, a sincronização do enxame não se perde gradualmente, mas entra em colapso relativamente rápido: o parâmetro que mede o grau de sincronização do enxame decai exponencialmente, e o enxame acaba em um estado onde as fases de seus indivíduos estão distribuídas quase uniformemente entre si, sem qualquer coordenação de fase reconhecível.

Essa perda de sincronização tem consequências funcionais imediatas para o enxame, dependendo do inseto em questão: o enxame de vaga-lumes deixa de ser visível como um padrão coordenado de flashes que serve para atrair parceiros, e o enxame de abelhas perde a coordenação de voo que lhe permite manter a forma coesa na qual normalmente se move.

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