Les formigues i els sistemes emergents.

Las hormigas intentan resolver uno de los experimentos del Weizmann. / EHUD FONIO/ OFER FEINERMAN

Un agente autónomo tiene muchas ventajas, pero cuando la tarea es demasiado pesada no hay más remedio que cooperar. Sin embargo, la cooperación entre agentes autónomos plantea dos problemas graves. ¿Cómo ponerlos de acuerdo para que todos tiren hacia el mismo lado? ¿Y cómo ajustar su comportamiento en respuesta a los retos del entorno? Una solución es copiar a las hormigas, que lo resuelven mediante un delicado equilibrio entre la anarquía y el adocenamiento.

El físico de sistemas complejos Ofer Feinerman y sus colegas del Instituto Weizmann de Rehovot, Israel, han sometido a la hormiga Paratrechina longicornis –una especie invasiva tan eficaz que ha colonizado los bosques y ciudades de todo el planeta— a toda clase de perrerías experimentales, como tener que transportar enormes piezas de comida o cambiarles la posición del nido al que tienen que regresar con ellas. Y han ido puliendo así sus modelos matemáticos para explicar el comportamiento colectivo de esos insectos. Presentan sus resultados en Nature Communications.

“A la escala de la hormiga individual”, escriben Feinerman y sus colegas, “la optimización del transporte surge de unas reglas de decisión que equilibran la individualidad y la docilidad”. Ser dócil es imprescindible para que todas las hormigas empujen en la misma dirección: basta que cada una copie a su vecina. Pero son unos pocos individuos particularmente bien informados los que pueden corregir la trayectoria de la turbamulta si ésta se dirige a un lugar erróneo. Lo que no es tan raro.

La individualidad, la docilidad y el sutil equilibrio se codifican en cada insecto –quien tiene un cerebro es la hormiga, no el hormiguero—, pero de la interacción entre esos agentes autónomos resultan propiedades nuevas. Este es el distintivo de un sistema emergente: un todo que es más que la suma de sus partes. El conjunto de hormigas se comporta de un modo bien conocido por los físicos: como un sistema cercano a una transición de fase.

Como el agua cerca del punto de congelación, donde se juega su naturaleza líquida o sólida, el sistema de hormigas se sitúa justo en la frontera entre el paseo aleatorio –la forma de andar de un borracho— y el movimiento balístico, que se dirige a un objetivo preciso. Por eso la llegada de una sola hormiga bien informada (una exploradora, o scout) es capaz de inclinar la balanza hacia la trayectoria correcta. Si el sistema de hormigas estuviera lejos de esa transición de fase, no habría manera de enderezar su conducta.

No es la primera vez que la cercanía a una transición de fase (a veces llamada “criticalidad”, o comportamiento crítico) se propone como un principio organizador de los sistemas biológicos. Los enjambres de abejas y las bandadas de pájaros se comportan también como sistemas críticos, y esa cercanía a una transición de fase les permite sus rápidas y espectaculares correcciones de rumbo. Experimentar con esos sistemas, sin embargo, plantea obvias dificultades y riesgos dolorosos. Las hormigas de Feinerman han resultado un sistema óptimo.

Importa reparar en que todos estos sistemas funcionan sin un control central. Es cierto que la hormiga exploradora puede ejercer un efecto drástico sobre el colectivo, como lo ejerce el pájaro que encabeza la V sobre la bandada que va detrás. Pero esos individuos en posiciones de privilegio no son quienes organizan el comportamiento de los demás: son quienes tienen la mejor información, pero las reglas del sistema no están en su cerebro, sino que emergen del conjunto. Más que verdaderos líderes, son auténticos listillos.

Javier Sampedro, Cómo organizar a las masas: las lecciones de las hormigas, El País 28/07/2015