Le formiche costruiscono e mantengono ponti senza alcuna direzione
Recenti studi mostrano come le legionarie, pur in assenza di un leader, siano in grado di capire come gestire ponti viventi in base al traffico
Le formiche legionarie possono far parte di colonie composte da milioni di esemplari, eppure non hanno una dimora permanente; invece, marciano attraverso la giungla nel cuore della notte per procacciarsi il cibo.
A tale scopo eseguono compiti che richiedono un’elevata capacità di coordinazione, eppure non hanno un leader e sono dotate di limitate capacità cognitive: una singola formica è pressoché cieca e ha un cervello minuscolo, del tutto incapace di gestire uno spostamento collettivo.
Tra le altre cose, le legionarie sono delle architette provette: non solo sono in grado di costruire ponti coi propri corpi, ma sono anche capaci di determinare quali ponti valga la pena di costruire e quali invece è il caso di distruggere.
Come riescono a fare tutto ciò? Un recente studio coordinato da Simon Garnier, direttore dello Swarm Lab presso il New Jersey Institute of Technology, pare aver finalmente trovato una risposta.
Un video che mostra come, all’allargarsi graduale del buco, il ponte formato dalle legionarie collassa per poi ricomporsi. Crediti: Simon Garnier, Helen McCreery and the New Jersey Institute of Technology
Le basi della costruzione
Per capire come funziona il processo, immaginiamo di essere una formica legionaria in marcia. A un certo punto, incontriamo un buco sul nostro percorso e siamo costrette a rallentare, con una parte del nostro corpo che si ritrova a penzolare nel vuoto.
Le altre formiche dietro di noi, ancora ignare del pericolo, procedono spedite (a una velocità di circa 12 centimetri al secondo) e finiscono per calpestarci, il che fa scattare in noi un meccanismo innato: quando altre formiche ti camminano sopra, immobilizzati.
Ovviamente lo stesso avviene per le formiche successive, finché una di esse non riesce finalmente a superare il burrone, sfruttando il ponte costruito dalle compagne. Fin qui tutto “semplice”, ma come comportarsi nei casi più difficili?
L’esempio testato dai ricercatori è quello di un buco a forma di V capovolta: le formiche decideranno di aggirarlo (la soluzione più lenta) o costruiranno un ponte nel punto più largo (la soluzione più veloce, ma che richiede il maggior numero di risorse)?
Un buco a forma di V capovolta presenta una scelta alle formiche: un percorso più diretto e veloce richiede più individui per la costruzione del ponte. Crediti: Christopher R. Reid, Matthew J. Lutz and the New Jersey Institute of Technology
I casi più difficili
La risposta è: nessuna delle due, non sempre perlomeno. Sorprendentemente, infatti, le legionarie sono anche in grado di tenere conto della situazione attuale della colonia e decidere in base ad essa qual è la soluzione attualmente più efficace.
Questo perché le formiche impiegate nel mantenimento dei ponti non possono chiaramente svolgere altri compiti, come quello primario di procurarsi il cibo; in un determinato momento della marcia, una colonia può avere in piedi fino a 40-50 ponti, ognuno gestito da 1 a 50 legionarie.
Per la precisione, in un precedente studio lo stesso Garnier e altri colleghi avevano calcolato che, in un determinato momento, fino al 20% di una colonia può ritrovarsi impiegata come architetto: è evidente che a quel punto non vale la pena costruire un ponte più lungo, anche se rappresenta il percorso più breve.
Ora sorge però un’altra domanda: come fanno le singole formiche a sapere quante delle loro colleghe stanno attualmente supportando un ponte? E qui scatta un altro meccanismo innato, che si basa sulla sensibilità delle legionarie all’atto di essere calpestate.
Il senso delle formiche per il traffico
In particolare, sembra che la decisione dipenda dal traffico che attraversa il ponte e, quindi, dalla sua utilità: se una formica rileva che esso supera una certa soglia (cioè, viene calpestata frequentemente), allora rimane al suo posto; altrimenti, si ricongiunge all’esercito in marcia.
Basandosi su esperimenti e osservazioni effettuate su formiche legionarie nella giungla di Panama, i ricercatori hanno creato un modello che quantifica la sensibilità delle formiche al traffico ed è in grado di prevedere quando una colonia deciderà di costruire un ponte (più o meno lungo) o al contrario sceglierà di aggirare un ostacolo.
Insomma, pare proprio che le formiche non siano esseri così semplici come si pensava e una prova ulteriore viene dalle difficoltà nel programmare un comportamento simile, incontrate da altri gruppi di scienziati al lavoro su sciami di piccoli robot.
Certo, la natura produce legionarie in maniera più affidabile ed “economica” rispetto a questi ultimi, le cui batterie tendono a degradarsi e a diventare inutilizzabili, ma potrebbe anche essere che ci siano ulteriori meccanismi in gioco negli ingegnosi insetti, oltre ai due che sono stati finora scoperti.