Una ley matemática podría anticipar la posibilidad de extinciones masivas en los ecosistemas

Un equipo formado por un matemático, un físico y un biólogo de la UAB, del CRM y de la BGSMath ha encontrado unas fórmulas generales que describen de manera realista las “bifurcaciones”, cambios que pueden llevar a la supervivencia o a la extinción de una especie en un ecosistema. La investigación, financiada por la Fundación “la Caixa”, se ha publicado en la revista Scientific Reports y podría aplicarse a otros sistemas dinámicos.

Bellaterra, Cerdanyola del Vallès, 9 de octubre de 2018.- Las bifurcaciones son un fenómeno matemático que permite describir cambios cualitativos en la dinámica de un sistema cuando un parámetro de control cambia. Por ejemplo, en un modelo de crecimiento de una población de bacterias podemos tener supervivencia o extinción; uno de estos dos estados puede darse al cambiar la tasa de mortalidad, que hace de parámetro de control.

Una ley matemática podría anticipar la posibilidad de extinciones masivas en los ecosistemas

Las bifurcaciones se encuentran en una gran cantidad de fenómenos físicos, reacciones químicas, láseres, experimentos de laboratorio con células, modelos climáticos, en modelos matemáticos de ecosistemas, etcétera. Sin embargo, en los modelos matemáticos, las bifurcaciones explican la dinámica del sistema en el régimen estacionario, es decir, considerando su evolución durante un tiempo infinito. En las situaciones naturales, el tiempo observable es siempre limitado.

Un grupo interdisciplinar de científicos de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), del Centre de Recerca Matemàtica (CRM) y de la Barcelona Graduate School of Mathematics (BGSMath), formado por un matemático, un físico y un biólogo y financiado por la Fundación “la Caixa”, ha encontrado unas fórmulas generales que permiten describir las bifurcaciones de modo más realista, es decir, no a tiempo infinito sino para tiempos finitos, alcanzables en la práctica.

“Las fórmulas matemáticas identificadas son universales y nos permitirán hacer predicciones muy concretas sobre los fenómenos que estamos observando y si se están acercando a una bifurcación”, explica Josep Sardanyés, uno de los tres autores del artículo. “Para fenómenos como la extinción de una especie, o el cambio climático, solo podemos observar la evolución en un tiempo limitado. Gracias a nuestro método, nos bastan estos datos a tiempos cortos para establecer si un dado sistema acercándose a un cambio tendrá una bifurcación ‘suave’, es decir gradual, o una bifurcación ‘catastrófica’, es decir que llegará a un punto que generará un cambio de fase abrupto e irreversible”.

Bellaterra, Cerdanyola del Vallès, 9 de octubre de 2018.- Las bifurcaciones son un fenómeno matemático que permite describir cambios cualitativos en la dinámica de un sistema cuando un parámetro de control cambia.

Dicho de otra forma, las leyes descritas por los investigadores en este trabajo permitirán dar “señales de alerta” (“warning signals”) mediante el análisis de series temporales finitas, como es el caso de las obtenidas para sistemas ecológicos, antes de que un evento catastrófico irreversible (una extinción, o una reacción química extrema, o el deshielo de las capas polares, etcétera) tenga lugar.

PUBLICIDAD

Estas fórmulas presentan universalidad, es decir, aunque la ecuación que describe un fenómeno sea complicada, si en ella subyace una cierta bifurcación, su descripción a tiempo finito será única y además sencilla. El fenómeno de la bifurcación presenta también “auto-similitud”, de tal manera que la descripción a un tiempo dado es una réplica “escalada” de lo que pasa a otro tiempo. Esta propiedad es análoga a lo que se da en las transiciones de fase termodinámicas, en concreto cerca del llamado punto crítico.

En el estudio, publicado en la revista Scientific Reports del grupo Nature, han participado Álvaro Corral, investigador del Centre de Recerca Matemàtica, de la Barcelona Graduate School of Mathematics, del Departamento de Matemáticas de la UAB y del Complexity Science Hub de Viena; Josep Sardanyés, del Centre de Recerca Matemàtica y de la Graduate School of Mathematics; y Lluís Alsedà, del Departamento de Matemáticas de la UAB y de la Barcelona Graduate School of Mathematics. La investigación ha sido financiada por la Fundación “la Caixa”.

Artículo científico:

Álvaro Corral, Josep Sardanyés y LluísAlsedà; Finite-time scaling in local Bifurcations, Scientific Reports (2018) 8:11783 DOI:10.1038/s41598-018-30136-y https://www.nature.com/articles/s41598-018-30136-y

Comparte esta noticia!

Mediterrània reclama una política clara de medio ambiente al nuevo...

Mediterrània reclama una política clara de medio ambiente al nuevo equipo de Gobierno de Tarragona

Red Europea de Territorios Resineros

Red Europea de Territorios Resineros

Comentario/s

Deja tu comentario

Estados Unidos ha emitido más radiación atómica que Chernobyl
Eco América

Estados Unidos ha emitido más radiación atómica que Chernobyl

Los investigadores señalan que estos niveles también son mucho más altos que los que se encuentran alrededor de los...

Aquatech Mexico, evento estratégico con las últimas tendencias, iniciativas y soluciones para la industria del agua
Eco América

Aquatech Mexico, evento estratégico con las últimas tendencias, iniciativas y soluciones para la industria del agua

  Aquatech Mexico, el evento internacional B2B y B2G para la industria del agua, realizará su cuarta edición del 3 al 5...

Récord histórico en Alaska: temperaturas de más de 30 grados
Eco América

Récord histórico en Alaska: temperaturas de más de 30 grados

La temperatura media en junio en las zonas de Siberia que se están viendo azotadas por los incendios forestales fue 10...

'Barry', la tormenta tropical de EEUU, causa brutales lluvias e inundaciones
Eco América

'Barry', la tormenta tropical de EEUU, causa brutales lluvias e inundaciones

La tormenta tropical 'Barry' ha dejado este domingo lluvias e inundaciones a su paso por el noroeste del estado de Luisiana, en el sur de...

Este Verano, apúntate a hacer senderismo en Cerler y Panticosa
Deportes de Aventura

Este Verano, apúntate a hacer senderismo en Cerler y Panticosa

El grupo Aramón ofrece, de nuevo, el programa 'Conviértete en montañero' para que los visitantes de Cerler y Panticosa...

Una carrera comprometida con el medio ambiente
Deportes de Aventura

Una carrera comprometida con el medio ambiente

La carrera promoverá los senderos balizados por los que pasa, como GR's, PR's, y Camino de Santiago (más del 75% de su recorrido), y,...

Tailandia da comienzo al Phuket Surf Fest 2019
Deportes de Aventura

Tailandia da comienzo al Phuket Surf Fest 2019

El evento ya se ha celebrado en la playa de Surin, en colaboración con el municipio de Patong, Surfing Thailand, Phuket Surfing...

El aumento de la actividad deportiva durante el verano favorece las lesiones
Deportes de Aventura

El aumento de la actividad deportiva durante el verano favorece las lesiones

Según el especialista, hay varios factores que explican por qué aumentan las lesiones en esta época del año....

El gazpacho, tu gran aliado para combatir el cáncer de colon
Vida Saludable

El gazpacho, tu gran aliado para combatir el cáncer de colon

Un equipo de investigadores de las universidades de Almeríay Granada han identificado una interrupción en el crecimiento y la...

Las grasas no son malas, pese a lo que siempre te han dicho
Vida Saludable

Las grasas no son malas, pese a lo que siempre te han dicho

Cuando el consumo de alimentos grasos es prolongado, de 28 días en adelante, los investigadores han detectado que se observa un...

¿Qué alimentos producen más intoxicaciones alimentarias?
Vida Saludable

¿Qué alimentos producen más intoxicaciones alimentarias?

"La producción masiva de alimentos, los movimientos migratorios y la facilidad de transporte desde puntos lejanos de...

Todas las claves para prevenir y combatir la caries dental
Vida Saludable

Todas las claves para prevenir y combatir la caries dental

El riesgo de sufrir problemas de salud bucal, aumenta en verano como consecuencia del consumo de bebidas carbonatadas y alimentos...