La arquitectura modular a la hora de construir redes disminuye las pertubaciones en campos como economía o biodiversidad

El avance supone distintas aplicaciones, ya que muchos sistemas por ejemplo desde los mercados financieros hasta las rutas de transporte pueden representarse en forma de red de interconexiones y todas ellas tienen en común su vulnerabilidad a la hora de acarrear problemas a distintas escalas.

Según explican los investigadores, el grado de vulnerabilidad depende de la forma en que sus componentes están integrados pero advierten de que la conectividad es un arma de doble filo. Así, indican que las conexiones que son beneficiosas para el sistema también son las que permiten que las perturbaciones se propaguen.

La teoría de redes sostiene que una red es más estable si se estructura en grupos de nodos, llamados módulos, formados por nodos muy conectados entre ellos pero con escasas conexiones con nodos de otros módulos.

El estudio internacional, que se publica en la revista Science, confirma esta teoría con varios estudios experimentales que han utilizado redes reales que constituían el "universo" en el que vivían unos pequeños insectos. El trabajo podría aplicarse al diseño de reservas o a la mejora de la gestión de crisis económicas o de epidemias.

"Hasta este momento esta predicción teórica no había sido demostrada experimentalmente. Es ahora cuando una colaboración entre investigadores de la Estación Biológica de Doñana (actualmente trabajando en la Universidad de Zurich donde se acabó de desarrollar este proyecto), el Instituto de Microelectrónica de Sevilla, y la Universidad de McGill en Canadá ha conseguido confirmar experimentalmente esta predicción teórica y dar pasos más allá", ha precisado el investigador de la Universidad de Zurich, Luis Gilarranz.

A ese respecto, ha subrayado que el hallazgo demuestra la capacidad de contención de las perturbaciones gracias a este tipo de arquitecturas modulares. Mientras, el también investigador de la Universidad de Zurich, Luis Bascompte, ha detallado que el efecto logra disipar perturbaciones y proteger así los nodos alejados del nodo originario de las perturbaciones.

El laberinto que crearon los investigadores y que conectaba fragmentos de hábitat en los que vivía y se dispersaba una especie de insecto, formando una red modular, se introdujo una perturbación consistente en la eliminación de todos los individuos en uno de los modos de esa compleja red.

El investigador del Instituto de Microelectrónica de Sevilla, centro mixto del CSIC y la Universidad de Sevilla, Gustavo Liñán, ha dicho que la investigación determina cómo la organización de la red en una estructura modular sirve de cortafuegos y permite reducir notablemente los efectos de la perturbación en módulos distintos a aquel en donde la perturbación dio comienzo.

El hallazgo del trabajo insta a tener en cuenta la foram en la que se conecta el paisaje cuando se realizan labores de restauración de la conectividad de paisajes altamente fragmentados, así como cuando se diseñan redes de áreas protegidas, o cuando se pretende frenar la expansión de una determinada epidemia.

"En todas estas situaciones, la modularidad del sistema puede ser gestionada para reducir los efectos dominó de las perturbaciones que pudieran dar lugar a extinciones y amenazar la biodiversidad", ha añadido.

Finalmente, los investigadores concluyen que los efectos beneficiosos de las estructuras modulares ante perturbaciones tiene también implicaciones en otros campos en los que las redes son buenas descriptoras de la estructura y funcionamiento del sistema, como la economía, donde la última crisis financiera ha dado lugar a recomendaciones de cómo diseñar y gestionar la modularidad de la red para reducir el riesgo sistémico.