Los pájaros del mismo plumaje cazan de manera diferente

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El seguimiento de los movimientos de las aves muestra que los animales no se propagan como moléculas en un gas, como suelen suponer los ecologistas.

Milán/stock.adobe.com

Esperando para saltar. Las lechuzas y aves similares muestran métodos de caza muy variados, según un nuevo estudio de sus movimientos. La variación conduce a una diferencia entre los movimientos promedio a lo largo del tiempo de una sola ave y el promedio del conjunto de muchas aves.Esperando para saltar. Las lechuzas y aves similares muestran métodos de caza muy variados, según un nuevo estudio de sus movimientos. La variación conduce a una diferencia entre los movimientos promedio a lo largo del tiempo de un solo pájaro y el promedio del conjunto de… Mostrar más

Muchos tipos de objetos se esparcen al azar pero uniformemente, como moléculas de perfume flotando en el aire. Sin embargo, un nuevo estudio de aves depredadoras ha encontrado que su movimiento no es uniforme, con largas pausas de duración irregular. [1]. Este patrón de movimiento atípico no es ergódico, lo que significa que el comportamiento promedio de un solo ave a lo largo del tiempo es diferente del comportamiento promedio de muchas aves al mismo tiempo. Los resultados sugieren que muchos depredadores adoptan una estrategia de caza muy variable para sorprender a sus presas. Detectar la no ergodicidad en los datos ecológicos es importante, según los investigadores detrás del estudio, porque puede ayudar a los científicos a evitar hacer suposiciones inválidas sobre el comportamiento de un animal individual.

La ergodicidad es un principio bien establecido de la física estadística que dice que el individuo se comporta como la norma. Una molécula en un gas, por ejemplo, se mueve a lo largo de un camino tortuoso y aleatorio, pero en promedio, la progresión neta que hace con el tiempo, alejándose de su punto de partida, es la misma que el desplazamiento (o difusión) promedio de una gran conjunto de moléculas. Debido a esta equivalencia entre el promedio de tiempo y el promedio del conjunto, se puede predecir con precisión cuándo el aroma de una persona llenará una habitación, o cuánto tardará el café caliente en enfriarse a temperatura ambiente.

La ergodicidad a menudo se asume en campos distintos a la física estadística, como la economía y la biología, pero hay evidencia de que esta suposición no siempre es válida. Los estudios celulares, por ejemplo, han revelado la no ergodicidad en el movimiento de proteínas y otras moléculas dentro de una célula. [2]. Un trabajo reciente ha sugerido que los movimientos de los animales también pueden ser no ergódicos, pero no se disponía de suficientes datos. Michael Assaf de la Universidad Hebrea de Jerusalén y sus colegas ahora han rastreado varias poblaciones de aves, lo que confirma un comportamiento anormal en los patrones de caza de las aves. «Nuestro estudio es el primero en mostrar un desglose de la ergodicidad en los datos de movimiento ecológico y en la ecología en general», dice Assaf.

Yotam Orchan/Universidad Hebrea de Jerusalén

Embalaje para seguimiento. Se muestra una cometa de alas negras con una de las etiquetas de transmisores de radio desarrolladas por el miembro del equipo Ran Nathan de la Universidad Hebrea de Jerusalén y sus colegas.

Assaf y sus colegas recopilaron datos sobre lechuzas comunes, milanos de alas negras y cernícalos comunes, todos los cuales se encuentran en la naturaleza en Israel. Estos depredadores tienen tácticas de caza similares que incluyen saltos cortos e intermitentes cuando inspeccionan un área pequeña y «cruceros» de larga distancia cuando se mueven entre áreas remotas. Para comprender mejor este comportamiento, el equipo utilizó su sistema de seguimiento desarrollado recientemente en el que se coloca una etiqueta liviana en la espalda de cada ave. Las balizas emiten señales de radio que permiten a los buscadores señalar la posición de un ave dada aproximadamente una vez cada dos segundos. Se siguió un total de 70 aves, una mezcla de adultos y polluelos, durante varios meses, lo que proporcionó más de 70 millones de puntos de datos posicionales.

En su análisis estadístico, el equipo separó los movimientos de las aves en dos tipos de comportamiento: crucero continuo y forrajeo intermitente. Descubrieron que el crucero de largo alcance era ergódico, pero la búsqueda de alimento de corto alcance no era ergódica debido a los largos períodos estacionarios durante los cuales las aves esperaban para emboscar a sus presas. Los tiempos de espera variaron ampliamente con algunas personas esperando más de una hora y media. «No esperábamos encontrar tiempos de espera tan largos mientras buscamos comida», dice Assaf.

El equipo cree que los métodos de caza no ergódicos son una adaptación evolutiva. En el artículo que describe su trabajo, dan el ejemplo de las lechuzas comunes, cuyas presas han desarrollado estrategias de supervivencia, como permanecer ocultas y moverse evasivamente. Pero los búhos tienen su propia contraestrategia: varían el tiempo que esperan antes de atacar. “Adoptar tácticas de movimiento no repetibles (y, por lo tanto, impredecibles) puede resultar beneficioso para un depredador, en lugar de comprometerse con una sola táctica o comportamiento”, dice Assaf.

Los investigadores esperan que otros depredadores de emboscada, como gatos, serpientes y cocodrilos, adopten estrategias de caza no ergódicas. A menudo, los estudios ecológicos asumen que los movimientos de los animales son ergódicos, lo que puede llevar a conclusiones falsas. Assaf da el ejemplo de tratar de predecir la trayectoria de vuelo de un pájaro individual usando una velocidad promedio tomada de un gran conjunto de datos de vuelo. “La no ergodicidad implica que esto es incorrecto, porque la velocidad promedio no es un buen indicador de lo que hará el animal en una sola búsqueda”, dice.

“Encuentro este artículo muy innovador”, dice Eli Barkai, experto en dinámicas complejas de la Universidad Bar-Ilan en Israel. «También es bueno ver cómo las herramientas desarrolladas en física se utilizan en el contexto de la ecología del movimiento». Él piensa que la ergodicidad se toma con demasiada frecuencia como una verdad absoluta, por lo que es importante señalar cuándo falla.

El ecologista Simon Benhamou del Centro de Ecología Funcional y Evolutiva de Francia está de acuerdo en que las estadísticas tradicionales no siempre captan la idiosincrasia de los animales. «Como los animales individuales no son intercambiables», dice, «podemos esperar que las leyes físicas estadísticas que involucran un gran número de partículas idénticas no se puedan aplicar directamente».

–Michael Schirber

Michael Schirber es el editor correspondiente de La física con sede en Lyon, Francia.

Referencias

  1. O.Vilk et al.«Ruptura de la ergodicidad en la búsqueda restringida de aves depredadoras», física Rvdo. X 12031005 (2022).
  2. R. Metzler et al.«Modelos de dispersión anómala y sus propiedades: no estacionariedad, no ergodicidad y envejecimiento en el centenario del seguimiento de partículas individuales», física química química física dieciséis (2014).

Áreas

Física estadísticaFísica biológica

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