El caos en la naturaleza
Las
formas fractales se observan en todo lo que es natural, y a todas las
escalas.
Esta
imagen es de un fractal: parece un helecho, pero en realidad simplemente
es un gráfico de puntos esparcidos caóticamente por la reiteración de
una fórmula no lineal.
En
las dos siguientes imágenes se pueden observar dos dibujos (por cortesía
de Julia Boeva) cuya estructura fractal se debe a una mezcla aleatoria
de diferentes pinturas. Como resultado de esta mezcla la imagen fractal
resultante se asemeja, tanto en detalle como en conjunto, a un paisaje
natural.
Parece
que el mundo de los fractales numéricos y el mundo fractal material
forman parte de un mismo fractal, puesto que contienen formas casi
idénticas. El mundo entero es un fractal que se autoasemeja a diferentes
escalas. Sin embargo los fractales matemáticos son mucho más simplificados.
A menudo la naturaleza ofrece un desafío a la descripción: las autosemejanzas
de sus formas están combinadas con una inagotable novedad, que no puede
ser descrita ni siquiera por algoritmos no lineales.
Tomemos
ahora como ejemplo la caída de los árboles de la selva. Cuando un árbol
cae deja un claro por donde entra la luz, las condiciones cambian, la
vegetación se ve muy afectada. Otras veces, al caer un árbol, arrastra
a otros, formándose claros de cientos de metros cuadrados. El dibujo
que forman los claros de la selva formados por la caída de árboles representan
una estructura fractal de un sistema en punto crítico.
(Los puntos negros son los claros de la selva.)
Otro
ejemplo: La autoorganización de las colonias
de hormigas.
Su comportamiento global sorprende: si contamos el número de individuos
activos, a lo largo del tiempo, comprobaremos que el número fluctúa
con una periodicidad de unos 25 minutos. Cada cierto tiempo ningún elemento
está activo. Ese ciclo de actividad podría ser sólo un reflejo de sincronización,
sin embargo la actividad individual es totalmente aperiódica, caótica,
sin ningún tipo de regularidad intrínseca.
Al aumentar el número de individuos aparece un comportamiento colectivo
hasta que, para cierta densidad de hormigas, comienzan a aparecer oscilaciones
regulares. Si artificialmente cambiamos la densidad de las hormigas
la colonia redefine sus fronteras, para volver a la densidad óptima
para mantenerlas autoorganizadas. En esa densidad crítica el sistema
se comporta como un todo, a medio camino entre el orden y el desorden.
La
macroevolución:
El proceso evolutivo se puede representar en forma de árbol,
cuya estructura dendriforme es fractal. Las regularidades que aparecen
entre gurpos taxonómicos revelan la existencia de leyes invariantes
a cualquier escala taxonómica, propiedad típica de los fractales.
El 99,99% de las formas vivientes que han aparecido sobre la Tierra
se han extinguido. Veamos si hay alguna ley sobre la probabilidad de
extinción de una especie.
Si la adaptación confiere ventaja a la especie, cabe presumir que los
grupos más persistentes serán los menos propensos a desaparecer. Pero
el estudio de los patrones de extinción nos dice que la probabilidad
de extinción de un grupo cualquiera se muestra constante a lo largo
del tiempo y no depende de cuánto llevara existiendo en el planeta.
En su teoría, Van Valen considera que cada especie intenta mejorar su
posición dentro del ecosistema: además de interaccionar con el medio
físico también interacciona con el ambiente biótico. Un cambio en la
situación de una especie induce a cambios en las demás, cuya alteración
influirá, a su vez, en la primera, y así en idas y venidas sin fin.
Así el sistema evoluciona hacia un punto crítico donde se aprecia que
ciertas partes del sistema permanecen inalteradas durante largo tiempo,
mientras que otras se modifican con rapidez.
La especie cambia sólo para persistir: la selección natural no mejora
la adaptación de la especie: sólo la mantiene. Las especies incapaces
de cambiar se extinguen.
Boyan Ivanov Bonev
