Hormigas a la Cabeza

Cualquiera que alguna vez haya visto un grupo de hormigas apresurándose a llevar una gran migaja al hormiguero, probablemente se ha preguntado cómo estas pequeñas criaturas logran realizar esta tarea. Una nueva investigación del Instituto Weizmann de Ciencia, que fue publicada hoy en Nature Communications, explica cómo un balance de dirección individual y comportamiento conformista permite a las hormigas trabajar en conjunto para mover su comida hacia la dirección deseada.

Para arrastrar un objeto grande, un número de hormigas lo rodea: las de atrás lo cargan y las del frente lo jalan. ¿Cómo mantienen la dirección sin simplemente jalarlo por todos lados, como en el juego de tirar la cuerda? El Dr. Ofer Feinerman y su grupo en el Departamento de Física de Sistemas Complejos del Instituto utilizaron análisis por video para rastrear los movimientos individuales de las hormigas en un grupo que cargaba un pedazo grande de comida hacia el hormiguero. Cuanto más hormigas había alrededor del objeto (por ejemplo una hojuela de cereal del desayuno), más rápido pudieron moverlo. A pesar de que el pedazo de comida siempre viajó en la dirección general al hormiguero, su camino estuvo compuesto de vueltas incorrectas y correcciones.

En los videos, se pueden ver hormigas individuales ayudando a cargar por un rato y luego ser suplantadas por nuevas hormigas. Cuando las nuevas hormigas se movilizan, las otras cargadoras, que a partir de este momento se encuentran un poco confundidas sobre cuál es la dirección correcta, defieren a las nuevas. Mientras una nueva hormiga se une al grupo, la dirección del objeto es temporalmente corregida, de tal forma que su trayectoria apunta mejor hacia el hormiguero. Las hormigas que recientemente se agregaron continúan dirigiendo el movimiento por alrededor de 10-20 segundos. Así, las hormigas informadas toman el liderazgo, pero rápidamente ceden una vez que su margen informativo desaparece.

En conjunto con el grupo del Prof. Nir Gov, del Departamento de Física Química del Instituto Weizmann, se desarrolló un modelo matemático para describir este comportamiento cooperativo. De acuerdo con el modelo, las decisiones de las cargadoras “no informadas” está en un nivel intermedio de comportamiento conformista. Los individuos “bien informados” tienen la tarea de dirigir óptimamente la dirección del objeto. Este modelo describe un punto crítico entre conformismo e individualidad que permite a un grupo de hormigas coordinar su trabajo y ajustar su dirección según sea necesario. El modelo es una variación del modelo de Ising, que es más comúnmente utilizado para describir fenómenos emergentes en física estadística.

¿Qué nos puede enseñar este estudio sobre el papel del individualismo dentro de un grupo de animales sociales? Feinerman: “En este sistema, la sabiduría no proviene de las masas. Más bien, algunos individuos proveen el “cerebro”, y el papel del grupo es amplificar la potencia “muscular” de individuos sabios, de manera que puedan realmente mover la carga”.

Los proyectos de investigación del Dr. Feinerman son financiados por el Centro Yeda-Sela de Investigación Básica, la Fundación Clore y la Cátedra Tom Beck de Investigación en Física de Sistemas Complejos. El Dr. Feinerman es titular de la Cátedra Shlomo y Michla Tomarin de Desarrollo Profesional.

Los proyectos de investigación del Prof. Nir Gov son financiados por el Centro Yeda-Sela de Investigación Básica. El Prof. Gov es titular de la Cátedra Profesional Lee y William Abramowitz de Biofísica.

Videos taken during the research:

https://www.youtube.com/watch?v=IfKiTaw8ndI

https://www.youtube.com/watch?v=JAwzXEZcjIw

https://www.youtube.com/watch?v=isnQrT_o5L8­­­­­­­­­­­­­­