Las selvas tropicales del norte de Australia son hábitats extraordinarios Hormiga. Estas hormigas no viven en madrigueras subterráneas; Viven en las copas de los árbolesA decenas de metros del suelo, dentro de una esfera hueca que construyeron con hojas.
Durante el proceso de construcción, las hormigas unen sus cuerpos para formar herramientas vivas y eventualmente tejen hojas en el nido usando hilos de seda producidos por las larvas; de ahí su nombre: hormigas tejedoras.
Observaron cómo las colonias de hormigas crean y despliegan «cremalleras» y «pesas». Resuelve problemas complejos y ensambla La repetida estabilización del nido, sin desorden aparente, demuestra capacidades cognitivas complejas.
Para estudiar adecuadamente las colonias de hormigas, los investigadores primero deben encontrar una colonia y luego trasladarla intacta al laboratorio. Con este fin, Feinerman y Ehud Fonio, Ph.D. Departamento de Física de Sistemas Complejos, Instituto WeizmannPosteriormente, viajaron a Townsville, Queensland, al noreste de Australia.
«Cada colonia de hormigas tejedoras en la selva tropical puede tener docenas de nidos que se extienden hasta el dosel de varios árboles altos», explica Feinerman. «Sin embargo, Sólo hay una reina y sin ella la colonia no puede sobrevivir por mucho tiempo.. Encontrarla fue como encontrar a una persona en una metrópoli. Por lo tanto, centramos nuestra búsqueda en árboles plantados en vecindarios recientemente construidos en las afueras de las ciudades, donde las arboledas aún son jóvenes, relativamente pequeñas y tienen copas bajas. «
Cuando las hormigas tejedoras se sienten amenazadas, muerden y liberan ácido fórmicoPor eso los investigadores usan trajes de apicultura para protegerse. En varias ocasiones, los vecinos los vieron usando equipo de protección y les pidieron que los ayudaran a eliminar las hormigas agresivas de sus jardines, y la búsqueda se expandió a los patios traseros cercanos.
Una noche, las hormigas reunidas lograron escapar, pero los científicos no se dieron por vencidos. Al día siguiente continuaron su búsqueda y encontraron formas ingeniosas de transportar las hormigas de forma segura.
De vuelta en el laboratorio, por Estudiantes de doctorado Gadi Trocki y Michal RoitmanEl equipo de Feinerman diseñó una valla monitoreada por cámara que simula la rama de un árbol con cuatro hojas artificiales. En cada experimento, los investigadores introdujeron cientos de hormigas en el recinto y observaron la construcción del nido.
«Las colonias utilizan dos herramientas: cremalleras y pesas.explicó Feinerman.Para conectar dos hojas, las hormigas forman cadenas que conectan las hojas y las acercan entre sí. Inicialmente, estas cadenas se forman en la base de las hojas, más cerca de las ramas, con una distancia más corta entre ellas. A medida que las hojas se acercan, se forman cadenas adicionales cerca de las puntas, como una cremallera viva que se cierra gradualmente. Este cierre no sólo mantiene unidas las hojas, sino que también les permite curvarse hacia arriba o hacia abajo. Los «objetos pesados» son cadenas de hormigas que cuelgan de las puntas de las hojas.tirándolos hacia abajo debido a la gravedad. «Si bien estas habilidades son impresionantes por sí mismas, creemos que en la naturaleza este grupo puede poseer un conjunto mucho más amplio de habilidades».
En cada experimento de anidación, los investigadores variaron el ángulo inicial de las hojas, inclinándolas hacia arriba o hacia abajo, y estudiaron el efecto que esto tenía sobre la anidación.
«Descubrimos que las hormigas siempre pliegan sus hojas hacia abajo formando una estructura esférica hasta que alcanzan un cierto ángulo, por encima del cual se pliegan hacia arriba debido a restricciones geométricas», explica Feinerman.
«En el ángulo de transición, esperábamos que se confundieran, tiraran diferentes hojas en direcciones opuestas y no pudieran formar una esfera cerrada. Pero no fue así. En cambio, descubrimos que las hormigas siempre primero doblaban un par de hojas en una dirección específica y solo luego unían las hojas restantes a ese par. Esto aseguraba que todas las hojas se doblaran en la misma dirección».
Aún se desconoce cómo logran esta coordinación. «Es posible que estemos analizando las capacidades cognitivas colectivas», dijo Feinerman.
«Una hipótesis es que las hormigas se comunican y coordinan la disposición de las hojas mediante la secreción y detección de señales químicas olorosas llamadas feromonas. Otra posibilidad es que esta disposición sea el resultado de la dinámica de grupo: sólo después de conectar un par de hojas, las hormigas obreras ubicadas allí pueden conectar hojas adyacentes. Sin embargo, esto puede no implicar en absoluto una planificación de grupo, sino más bien una eficiencia local.
En la siguiente fase del estudio, los investigadores intentaron comprender por qué las hormigas construyen sistemáticamente nidos esféricos huecos en lugar de otras formas. Para solucionar este problema, utilizaron herramientas de la geometría gaussiana.
Piense en una pelota de baloncesto hecha de piezas curvas de cuero: cada pieza es más ancha en el medio y más estrecha en los extremos, formando una forma ovalada. Las hojas tienen una forma ovalada similar. Cuando las hormigas conectan sus bordes, las restricciones geométricas dictan que la superficie cerrada final formará una esfera. Esta configuración geométricamente estable proporciona rigidez estructural a la compresión, una ventaja significativa en la selva tropical, mientras que el interior hueco proporciona a la colonia un ambiente espacioso. En este caso, la geometría, más que la intención colectiva, determina la forma final del nido.
«Intentamos recortar y organizar las hojas de manera que a las hormigas les resultara difícil formar estructuras cerradas», añadió Feinerman. «Sin embargo, este grupo continúa superando desafíos complejos y logrando sus objetivos colectivos. Esto sugiere que su comportamiento social implica habilidades cognitivas altamente desarrolladas».
*Este contenido fue elaborado por expertos del Instituto Weizmann de Ciencias, uno de los centros de investigación básica multidisciplinarios más importantes del mundo en los campos de las ciencias naturales y exactas, ubicado en Rehovot, Israel.
