Los físicos también se interesan por los peces, sobre todo cuando investigan la formación de estructuras. Un equipo de investigación de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) y la Universidad de Bristol (Reino Unido) ha examinado el comportamiento escolar del danio cebra (Danio rerio, también conocido como "pez cebra") utilizando métodos del campo de la física de partículas múltiples. Explican que grupos de sólo tres peces ya se mueven de forma similar a los grandes cardúmenes, mientras que, por el contrario, dos peces muestran un comportamiento completamente diferente.
El dicho "tres es multitud" parece aplicarse no sólo a "Los Tres Investigadores" y a los tres mosqueteros. En diversos fenómenos científicos, como los colores primarios o las dimensiones espaciales, tres opciones también son suficientes para caracterizar diferentes estados.
Los físicos han investigado ahora cómo se comportan varios grandes grupos de seres vivos. Querían saber el tamaño mínimo del grupo necesario para que los patrones de movimiento de los miembros individuales cambiaran y se convirtieran en un movimiento grupal coordinado. Y, de hecho, tres parece ser el número clave para el pez cebra.
Los físicos equiparon un acuario en Bristol con cámaras sincronizadas para medir las trayectorias de nado tridimensionales de su pez cebra. Registraron sistemáticamente estas trayectorias para grupos de varios tamaños:dos, tres, cuatro y cincuenta peces.
En el siguiente paso, buscaron casos de orden en las trayectorias de natación. Encontraron diferentes patrones de movimiento:todos los peces nadaban en la misma dirección o nadaban juntos en círculos. Cuando se movían en la misma dirección, nadaban uno al lado del otro o uno tras otro.
Una pareja aislada de peces prefiere moverse uno tras otro:un pez lidera y el otro sigue. Sin embargo, tres peces nadan uno al lado del otro; parece que ninguno quiere ser el último. Y:esta costumbre de nadar uno al lado del otro también es característica de un gran banco de peces.
Luego, los investigadores también marcaron pequeños subgrupos dentro de una escuela grande. Establecieron que los grupos de tres dentro de la escuela se mueven de forma muy similar a un grupo de tres aislado. Sin embargo, cuando solo marcaron a dos vecinos, se comportaron de manera diferente en la escuela que como pareja aislada.
Dra. Alexandra Zampetaki de Düsseldorf (ahora Viena), coautora principal con el Dr. Yushi Yang del estudio publicado ahora en Nature Communications , señala:"Prácticamente, tres peces forman un banco, pero dos no son suficientes".
"Este sencillo hallazgo inicialmente sólo se aplica al pez cebra. Sin embargo, los conceptos también podrían trasladarse a otros ejemplos de fauna", afirma el autor correspondiente, el profesor Dr. C. Patrick Royall de la Universidad de Bristol, que ahora trabaja en la EPSCI de París. "Estos incluyen bancos de otros peces como peces dorados o sardinas, así como bandadas de pájaros como estorninos y enjambres de insectos como mosquitos danzantes."
La idea del proyecto de investigación conjunto surgió durante varias visitas del profesor Royall.
"Aplicar a los peces métodos y conceptos tradicionales de la teoría de fluidos, como las correlaciones de pares y tripletes, fue un nuevo desafío, ya que estos conceptos se originan en el equilibrio termodinámico y un banco de peces vivo está lejos de estar en un estado de equilibrio", dice Löwen, director del Instituto de Física Teórica II de HHU.
La clasificación fundamental de los efectos de muchos cuerpos se llevó a cabo en Düsseldorf. Además, la Dra. Alexandra Zampetaki simuló las trayectorias de los peces. "Modificamos nuestro modelo para permitir una simulación realista del movimiento de natación de los peces. La simulación confirmó el hallazgo experimental de que 'tres constituyen un banco'".
De cara al futuro, los investigadores pretenden aplicar sus hallazgos al comportamiento grupal de las personas y a cómo se comportan, por ejemplo, en fiestas o reuniones multitudinarias. Löwen dice:"Veremos si entonces también se aplica el simple límite del número tres".
Más información: Alexandra Zampetaki et al, El orden dinámico y las correlaciones de muchos cuerpos en el pez cebra muestran que tres son una multitud, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-46426-1
Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza
Proporcionado por la Universidad Heinrich-Heine de Düsseldorf