Piedras y remolinos que evolucionan como los animales

Una ley de la física que explica por qué los animales más grandes viven más tiempo y viajan más lejos podría extenderse a formas más simples de migración masiva por el planeta, como la de las piedras rodantes o la de los remolinos turbulentos de las corrientes de agua y de aire, señala una nueva investigación de la Universidad de Duke (EEUU).

“Este hallazgo demuestra que la evolución no sólo se aplica a entidades biológicas, sino también a cualquier sistema físico en movimiento," explica Adrian Bejan, profesor de ingeniería mecánica de dicha Universidad y autor del estudio.

Así, postula el científico, los procesos más básicos que han configurado el paisaje de la Tierra a lo largo de miles de millones de años (el movimiento de las piedras rodantes y las corrientes turbulentas de agua) se adherirían a las mismas leyes físicas que marcan ciertas características de la evolución de los seres vivos.

De piedras y remolinos

Bejan define la evolución como “un continuo cambio en una dirección discernible, durante un periodo de tiempo”. Según él, “lo que Darwin imaginó para los animales y denominó ‘evolución’ realmente es una descripción física aplicable a cualquier cosa que se transforme libremente mientras fluye”. Por lo tanto, “la evolución es todo, porque todo está en movimiento y es libre de cambiar mientras se mueve".

El científico comprobó este punto usando una serie de ecuaciones físicas simples. Con ellas, mostró que tanto el tiempo empleado en el movimiento como la distancia recorrida por una piedra rodante aumentan la masa de esta; y que las piedras rodantes evolucionan para tener menos fricción, y así llegar más lejos.

También constató que el remolino de una turbulencia crece a medida que pasa el tiempo y el remolino va recorriendo más espacio. Estos procesos han permitido durante miles de millones de años que estos objetos se muevan a través de la superficie de la Tierra.

Por último, Bejan ha descubierto que las piedras rodantes y los remolinos presentan el mismo número de revoluciones antes de que su energía se disipe por la fricción.

Similitudes con los animales

En trabajos previos sobre el tamaño de los animales, su esperanza de vida y la distancia que recorren, Bejan había demostrado que los animales más grandes viven más tiempo y se desplazan más lejos, del mismo modo que ocurriría con piedras rodantes y remolinos.

También que, sean cuales sean sus características, todos los animales respiran casi el mismo número de veces por vida, al igual que remolinos y piedras presentan un número similar de revoluciones.

Por tanto, estos objetos animados e inanimados coincidirían en tres características: tienen una esperanza de vida, se desplazan durante esta, y presentan una constancia en el  número de respiraciones o de revoluciones.

“Los conocimientos tradicionales señalan que la evolución es solo biológica (…), pero yo estoy demostrando que la evolución realmente está basada en la física y que es simplemente la modificación de un diseño en el tiempo”. Bejan concluye que, por tanto, habría que aplicar las mismas leyes físicas de la abiogénesis (proceso natural del surgimiento u origen de la vida) a las piedras rodantes y a las turbulencias.

Evolución en objetos fabricados por el ser humano

En la década de los 90, Bejan estableció la llamada teoría constructal que establecía que cualquier sistema que fluye puede cambiar libremente en el tiempo para alcanzar una arquitectura que le permita fluir más libremente. Esta teoría ayuda a explicar cómo surge la complejidad de las formas de la naturaleza.

Por ejemplo, la forma de un cactus se crearía para hacer posible que este pueda subsistir en terrenos sin agua o la de los pulmones y bronquios para maximizar la captación del oxígeno en un volumen muy reducido. Esta ‘intención’ de diseño se manifestaría en general en patrones de flujo con forma de árbol, como los de las cuencas de los ríos o las redes neuronales.

Volviendo al mundo inanimado, las piedras rodantes y los remolinos no son los únicos objetos en los que Bejan ha buscado los procesos de diseño y rediseño (evolución) de los seres vivos. También lo ha hecho en objetos fabricados por el ser humano.

Así, en 2014, analizando la evolución del diseño de los aviones hizo un sorprendente descubrimiento : que los diseños de las aeronaves han evolucionado en el tiempo para adoptar tamaños cada vez mayores, al igual que los remolinos, las piedras o los animales.  

La razón: Los aviones más grandes son más rápidos, más eficientes y con mayor autonomía. “La masa del motor es proporcional a la del cuerpo, una característica de diseño que es igual en animales, donde la masa de los órganos motores –como el músculo, el corazón o los pulmones– es proporcional a la masa corporal", explicó Bejan entonces.

Pero no solo eso, los investigadores demostraron que las aeronaves, sean grandes o pequeñas, muestran una proporción entre su envergadura y longitud de su fuselaje, y también entre la carga de combustible y el tamaño total. "De nuevo, esto es similar a lo que vemos entre las criaturas voladoras en la naturaleza, lo que demuestra que en los aviones convergen las reglas de diseño de arquitectura que los unen con sus homólogos vivientes", apuntó Bejan.  

En todos estos años de investigaciones, el científico también ha relacionado la aplicación en las artes de la proporción áurea con la evolución de la cognición y visión en el mundo de los seres vivos.

Referencia bibliográfica:

Bejan, A. Rolling stones and turbulent eddies: Why the bigger live longer and travel farther.  Sci. Rep. (2016). DOI: 10.1038/srep21445.