NOTICIAS

Descubren un nuevo tipo de caminatas aleatorias en monos capuchinos

Mariana G. Sixtos
22/ago/2014

Los monos capuchinos son característicos por tener en la cabeza pelo negro o marrón oscuro con patillas oscuras, con copetes de pelo sobre las orejas, llegan a vivir aproximadamente 40 años, son cuadrúpedos y la cola la utilizan para la alimentación o para frenarse cuando descienden de los árboles. Se alimenta de frutas, insectos, néctar, hojas, ocasionalmente pájaros, ranas y lagartos pequeños.

Se les puede encontrar en algunos países de Sudamérica, en hábitats selváticos y boscosos. Un cuarto de su tiempo lo dedican al descanso, poco más de eso en viajes y más de la mitad en alimentarse.

Y aunque en apariencia serían únicamente los biólogos los interesados en entender su comportamiento, en realidad también la ciencia de la complejidad (que analiza sistemas complejos desde diversas disciplinas) los ha tomado como objeto de estudio para responder una pregunta interesante: los monos capuchinos ¿se mueven al azar o no?


Monos capuchinos en la naturaleza.

Los físicos Denis Boyer y Citlali Solís-Salas reportan una posible respuesta en el artículo “Random walks with preferential relocations to places visited in the past and their application to biology” (Paseos aleatorios con reubicaciones preferenciales a los lugares visitados en el pasado y su aplicación a la biología), publicado en Physical Review Letters, el 18 de junio del 2014.

En estudios previos, investigadores reportaron que muchos animales caminan o deambulan de manera aleatoria como si fueran “caminatas azarosas” (Random Walk –RW- en inglés) como los llamados “vuelos de Lévy” donde movimientos cortos se mezclan con movimientos largos (que se dan con menor frecuencia que los cortos).

Estos vuelos de Lévy, y en general los modelos de movilidad animal y humana, son procesos Markovianos (llamados así por el matemático ruso Andréi Márkov) que se basan en un principio: carecen de "memoria", es decir, la probabilidad de que ocurra un suceso no depende de eventos anteriores.

Sin embargo, estudios recientes reportados en Nature Physics o PLos ONE, indican que si se analizan los movimientos individuales de animales o humanos por un tiempo prolongado se revelan resultados distintos: surgen efectos no-Markovianos, en otros términos que los sucesos no son independientes entre sí y son más bien fuertemente correlacionados en el tiempo.

Boyer explica que “muchos animales tienen capacidades cognitivas sofisticadas y un uso de la memoria que les permite moverse a lugares conocidos que no están en su rango de percepción inmediata”.

Los movimientos de estos animales no dependen de un evento inmediatamente anterior sino de eventos guardados en su memoria por mucho tiempo, que ellos (de una forma aún por descubrir) rescatan y utilizan para moverse.

De acuerdo con los investigadores, “la lenta exploración, el uso del espacio heterogéneo, la tendencia a volver a menudo a lugares particulares a costa de los otros, o la aparición de rutinas” son características que no son compatibles con las predicciones de los modelos RW. De manera que lo que está detrás de ellos es probablemente la memoria.

¿Es el caso de los monos capuchinos? Para saberlo, Boyer y Solís-Salas desarrollaron un modelo con el fin de determinar si estos primates se mueven de forma azarosa (de una manera fortuita o imprevista) o si, de manera intermitente, van a lugares antes visitados.

De acuerdo con el artículo de Boyer y Solís-Salas estos pasos aleatorios no-Markovianos ofrecen un marco de modelado prometedor en el cual pueden describirse movimientos como las caminatas auto-atraídas o reforzadas, donde el siguiente punto al que un caminante probablemente se dirija depende del número de veces que este sitio en particular haya sido visitado en el pasado.

Los autores proponen un modelo matemático, en el cual es posible entender de manera precisa los efectos de la memoria. Este modelo supone una regla de visitas preferenciales: es decir, que la probabilidad de escoger un sitio es proporcional al número de visitas previas recibidas por este sitio.

En seguida, compararon las predicciones del modelo con las trayectorias de los animales en su hábitat. Para ello, se utilizaron datos de cuatro monos capuchinos con radio-collares cuyos movimientos fueron registrados durante seis meses en la isla de Barro Colorado, Panamá, para inferir la fuerza del uso de memoria en sus movimientos.

"Los resultados matemáticos del modelo indican un nuevo tipo de difusión, sumamente lenta, análoga a la de una caminata aleatoria estándar cuya constante de difusión tendería poco a poco hacia cero. Sin embargo, la distribución de la posición de la partícula tiende a una distribución Gaussiana. No se esperaba tal resultado, porque se piensa usualmente que este tipo de distribución caracteriza únicamente las caminatas aleatorias sin memoria”, dijo Boyer a Noticias IFUNAM.


Ejemplo de una curva Gaussiana. Fuente: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/

Este nuevo mecanismo para la aparición de la distribución Gaussiana se podría tal vez aplicar a muchos procesos estocásticos con memoria recurrente. De alguna forma, persiste en la memoria del caminante –consciente o inconscientemente- un lugar visitado con anterioridad al que eventualmente volverá, impidiendo que difunda libremente como una caminata aleatoria simple. Usando el modelo se cuantificó el uso de la memoria en los monos capuchinos y de acuerdo con las predicciones y los movimientos medidos de los monos, se pudo comprobar que el modelo funciona.

De acuerdo con el investigador, los resultados de su trabajo sobre la movilidad de estos primates “proporcionan evidencia adicional de que la memoria es un factor clave para la auto-organización de los ámbitos hogareños (o territorios) de los animales", lo cual quiere decir que a pesar de que el instinto los guía para cubrir sus necesidades básicas, la memoria también influye al realizar sus actividades cotidianas.