Lévy walks as adaptive random search strategies

An unsolved problem in evolutionary ecology concerns the inherent stochasticity involved in many animal searching displacements and its possible adaptive value. When animals have no information about where targets (i.e., resource patches, mates, etc.) are located, they must attempt to optimize its chances of locating them without any pre-conceived plan but merely by reducing or increasing the chances of covering certain areas. Lévy walks have fundamental properties (i.e., super-diffusivity and scale invariance) that allow a higher efficiency when long-term random search scenarios are important. Based on such findings we propose that some animals may have evolved the ability of performing Lévy walks as effective strategies in order to face large-scale displacements. The specific biological mechanisms may relate to how animals punctuate their movement at large scales with sudden reorientations. Levy walks may thus represent an appropriate framework in order to establish a solid bridge between behavioral and spatial ecology.


Una qüestió no resolta en el context de l’ecologia evolutiva és la consideració de l\'estocasticitat (inherent) que existeix en molt processos de cerca animal, així com també el seu possible valor adaptatiu. Quan els animals no tenen informació sobre la ubicació dels objectes que busquen (i.e., aliment, parella, àrees de cria, etc.), han de procurar optimitzar les probabilitats de trobar-los sense un pla pre-establert de cerca,simplement reduint o incrementant les probabilitats de cobrir determinades à rees. Els passeigs de Lévy (un determinat tipus de passeigs a l’atzar) presenten propietats fonamentals (i.e., superdifussió, invariància d’escala)que permeten una eficiència màxima quan les cerques impliquen escales espaciotemporals grans. Basant-nos en aquests resultats, es proposa que alguns animals podrien haver desenvolupat la capacitat de generar passeigs de Lévy com a estratègies de cerca. Els mecanismes biològics específics es relacionarien bàsicament en la manera com els animals puntuen els seus moviments a gran escala mitjançant fortes reorientacions. Els passeigs de Lévy podrien representar un marc conceptual apropiat per establir un lligam sòlid entre l’ecologia del comportament i l’ecologia espacial.