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Los murciélagos pueden desplazarse con precisión en la oscuridad, rastrear a los insectos que les sirven de alimento, y detectar sonidos de los 10,000 a los 120, 000 hertz, gracias a un proceso denominado eco-localización.

El sistema de eco-localización les permite a estos mamíferos orientarse mediante el eco de los mismos sonidos que ellos producen, explicó Luca Giuggioli, profesor titular de Ciencias de la Complejidad de la Universidad de Bristol en el Reino Unido, durante la charla “Interacción retrasada y coordinación colectiva en los animales: el ejemplo de eco-localización de los murciélagos”, como parte del Coloquio de Posgrado de Ciencias Físicas en el auditorio Alejandra Jáidar, del IFUNAM el pasado 12 de septiembre.

Los murciélagos emiten sonidos de muy alta frecuencia cuyas ondas se dispersan en el medio, chocan contra objetos o contra sus presas y vuelven a recibirlas a través de sus membranas auditivas. Al poseer membranas muy específicas de orientación, estos animales pueden identificar correctamente la intensidad y la duración en los sonidos captados y, con ello, calcular las distancias de los objetos. Pueden entonces saber dónde están sus presas para capturarlas, orientarse, localizar obstáculos o encontrar más murciélagos, es decir, socializar.

Aunque este es una habilidad conocida por los investigadores, Giuggioli plantea el ejemplo del vuelo de los murciélagos como un movimiento colectivo de grupos de animales. Para el investigador, cuya investigación toma en cuenta la biología evolutiva, aplicaciones de ingeniería y sistemas complejos, “la coordinación de movimientos en los animales se basa en la percepción de las acciones de otros individuos, los procesos cognitivos animales y sus habilidades motoras". En este caso, la secuencia ordenada de estas tres etapas da lugar a lo que se conoce como respuesta de movimiento retardado.

Los murciélagos calculan la distancia que los separa de su presa por la diferencia de tiempo entre la emisión del sonido y la recepción del eco.

Para analizar la respuesta auditiva y la dirección de retraso que ocurre en la eco-localización de los murciélagos, Giuggioli planteó un experimento observacional: usando detectores de sonido de eco-localización planteó un modelo para evaluar las velocidades del vuelo, las aceleraciones, las direccionalidades y los retrasos de respuesta. Colocó un par de mamíferos sobre una superficie de agua para analizar cómo realizan persecuciones o maniobras coordinadas en una longitud de 500 metros.

Encontró que al calcular “la estructura del trayecto se identifica el momento de respuesta”. Los murciélagos calculan la distancia con su presa por la diferencia de tiempo entre la emisión del sonido y recepción del eco. La dirección la consiguen por la diferencia entre la llegada del eco al oído derecho y al izquierdo, de ahí la importancia del tiempo de retraso. La eco-localización es utilizada no sólo para capturar a sus presas, sino que inclusive les puede proporcionar información sobre su medida, velocidad y dirección.

Anteriormente, "la única regla de interacción identificada es la tendencia de los murciélagos a alinearse con su misma especie cuando sus ecos están por encima del umbral de audición", explicó Giuggioli. Ahora, con los parámetros extraídos de los datos observados, es posible saber que "los movimientos colectivos involucran estos retrasos, permitiendo explicar los patrones observados asociados a fuerzas sociales de atracción, repulsión o alineación".

Para Giuggioli, las clases de fenómenos como las interacciones de comportamiento, alimentación, separación social y el movimiento colectivo “son estudios que involucran el uso de disciplinas matemáticas, computacionales y estadísticas, necesarias para desarrollar modelos mecánicos de movimiento”.

Estos estudios pueden conducir a otras líneas de investigación sonora e inclusive desarrollar nuevos mecanismos para que los humanos detecten fenómenos sonoros que hasta la fecha se desconocen.