Comportamiento colectivo de los animales

Los experimentos que investigan la estructura de grandes agregaciones de animales intentan determinar la posición en un espacio de tres dimensiones de cada animal en función del tiempo. Es importante conocer la estructura interna del grupo porque dicha estructura puede estar relacionada con la motivaciones que pueden promover el agrupamiento de los animales. Para poder determinar dicha estructura es preciso utilizar varias cámaras ubicadas en el volumen del espacio a estudiar, una técnica denominada estereofotogrametría. Cuando el volumen que se estudia es ocupado por cientos de miles de animales, se vuelve difícil identificar a cada uno de ellos. Además, los animales se pueden solapar en la imagen fotográfica, un problema denominado oclusión. Una vez que se logra determinar la ubicación de cada animal a lo largo del tiempo, es posible extraer una serie de parámetros que describen al grupo de animales.

Estos parámetros son:

Densidad: La densidad de una agregación de animales es el número de animales dividido por el volumen (o área) que ocupa la agregación. La densidad puede no ser constante en todo el grupo. Por ejemplo, se ha determinado que las bandadas de estorninos poseen una mayor densidad en los bordes de la bandada que en su zona central, una característica que se sospecha puede estar relacionada con la defensa ante depredadores.

Polaridad: La polaridad del grupo describe si los animales del grupo se encuentran orientados en la misma dirección o no. Para determinar este parámetro, se determina la orientación promedio de todos los animales que componen el grupo. Para cada animal se evalúa la diferencia angular entre su orientación y la orientación del grupo. La polaridad del grupo se obtiene como el promedio de estas diferencias (Viscido 2004).

Distancia al vecino más próximo: La distancia al vecino más próximo es la distancia entre el centroide de un animal (animal bajo análisis o animal en foco) y el centroide del animal más cercano al animal bajo análisis. Es posible obtener este parámetro para cada animal en una agregación y calcular su promedio. Se debe tener cuidado al contabilizar a los animales que se encuentran en los bordes de una agregación de animales. Estos animales no poseen vecino en una dirección.

Posición del vecino más próximo: En un sistema de coordenadas polares, la posición del vecino más próximo es descrita por el ángulo y distancia a la que se encuentra el vecino más próximo con respecto al individuo bajo análisis.

Fracción de compactación: la fracción de compactación (en inglés: packing fraction) es un parámetro tomado de la física que define la organización (o estado: sólido, líquido, o gaseoso) de grupos de animales en tres dimensiones. Es una medida alternativa a la densidad. En este parámetro, la agregación es idealizada como un ensamble de esferas sólidas, en el que cada animal se encuentra en el centro de una esfera. La fracción de compactación se define como la relación entre el volumen total ocupado por todas las esferas individuales dividido por el volumen global de la agregación (Cavagna 2008). El rango de valores fluctúa entre cero y uno, donde una fracción de compactación pequeña es indicativa de un sistema diluido tal como un gas. Cavagna encontró que la fracción de compactación para grupos de estorninos era 0.012.

Densidad condicional integrada: Este parámetro mide la densidad en varias escalas de longitud y por lo tanto describe la homogeneidad de la densidad a través de un grupo de animales.¹⁴

Función de distribución de pares: Por lo general este parámetro es utilizado en el ámbito de la física para caracterizar el grado de orden espacial en un sistema de partículas. También describe la densidad, pero esta medida describe la densidad a cierta distancia de un punto determinado. Cavagna et al. encontraron que las bandadas de estorninos presentaban más estructura que un gas pero menos que un líquido.