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18 de Mayo de 2018
BIOFÍSICA

Las colonias de pingüinos se comportan como un fluido

La dinámica de las colonias de pingüinos rey se asemeja a la de un líquido, lo que permite mantener a la vez una alta densidad y una alta flexibilidad del grupo.

Colonia de pingüinos rey en Puerto de Oro, en las islas Georgias del Sur. [iStock/ Mlenny]

Los grupos de animales, tales como los bancos de peces o las bandadas de estorninos, presentan a veces una organización muy ordenada. Otro ejemplo lo ofrece el pingüino rey (Aptenodytes patagonicus). Durante el período de incubación, y hasta que las crías alcanzan un mes, estas aves se reúnen para formar colonias de hasta 500.000 parejas. Las fotografías aéreas revelan que, dentro de estos grupos densos, los individuos se distribuyen regularmente en el espacio. Mediante imágenes y vídeos tomados en las islas Crozet y Kerguelen durante varios años, investigadores de la Universidad de Erlangen-Nuremberg, del CNRS y las universidades de Estrasburgo y Montpellier, y del Centro Científico de Mónaco han modelizado estas agrupaciones de pingüinos y han demostrado que exhiben características similares a las de un líquido.

Los pingüinos rey no construyen nidos. Transportan sobre sus patas el único huevo que han puesto. Una vez que el animal ha decidido el lugar que ocupará en la colonia, ya casi no se moverá de allí: se desplaza en promedio unos 1,3 metros en los dos meses que dura la incubación y defiende un perímetro de un metro de diámetro a su alrededor a base de picotazos y golpes de alas.

Al observar este comportamiento, Richard Gerum, el primer autor del estudio, y sus colaboradores se dieron cuenta de que la colonia se comporta como un fluido, en concreto, un fluido líquido que se ajustaba a un tipo de modelo denominado potencial de Lennard-Jones. Este modelo describe las interacciones entre los átomos dentro de un fluido con una componente repulsiva en una distancia muy corta y una componente de atracción a mayores distancias. En los pingüinos, la fuerza de repulsión corresponde a la defensa del perímetro, y la de atracción, a la necesidad de protegerse de los depredadores, como los petreles gigantes. Este modelo se caracteriza por dos magnitudes: el radio de la interacción y la temperatura. Esta última viene definida, es en este caso, por la velocidad del pingüino.

Pero mientras incuban su huevo o cría, los pingüinos se mueven poco. Para reproducir este comportamiento, los investigadores supusieron, en su modelo, que el fluido se sometía a un cambio de fase según dos transiciones posibles: o bien una transición vítrea por un descenso de la temperatura (calculada a partir de la velocidad de los pingüinos), o bien una transición de «atasco», típica de un medio granulado donde la densidad aumenta tanto que los granos se bloquean entre sí.

El movimiento de los pingüinos analizado en los vídeos apunta a que la hipótesis de la transición vítrea es la más pertinente. En efecto: la densidad se mantiene bastante baja en el conjunto de la colonia, y en los bordes del grupo los pingüinos se mueven poco. Y en presencia de una perturbación externa, como la irrupción de un elefante marino, el desplazamiento de las aves sigue siendo muy localizado.

Este comportamiento de la colonia ofrece el mejor compromiso posible entre densidad y flexibilidad. Si la densidad fuera menor, se necesitaría más espacio para reunir a todos los pingüinos. Y una densidad excesiva dificultaría mucho el movimiento dentro del grupo para ocupar los huecos o reaccionar ante una amenaza. Esta dinámica difiere, por ejemplo, de la observada en los pingüinos de penacho amarillo (Eudyptes chrysocome), que sí construyen nidos y tienden a ocupar más espacio, como un gas.

Sean Bailly / Pour la Science

Referencia: «Structural organisation and dynamics in king penguin colonies», Richard Gerum et al. en Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 51, 164004, 2018.

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