El comportamiento de los insectos sociales constituye un hermoso ejemplo de la dinámica colectiva de adaptación que nace de comportamientos individuales aparentemente sin propósito. Los individuos que componen una colonia social de insectos están tan unidos que con frecuencia se les considera como un único superorganismo.
El movimiento y la navegación son ingredientes clave en la ecología de cualquier especie animal. Dentro de su entorno, un animal puede encontrar diversos e impredecibles desafíos de navegación. En algunos casos, una simple estrategia de paseo aleatorio es suficiente para una lograr una navegación eficiente.
Sin embargo, cuando los desafíos son complejos, el animal puede necesitar explotar herramientas cognitivas como la detección activa del entorno, el procesamiento de la información recogida y la formación de memorias. De hecho, las estrategias de navegación de un animal reflejan tanto la estructura y las estadísticas de su entorno como sus capacidades cognitivas.
Desafíos de navegación
La cooperación es un medio común por el cual los animales pueden aumentar su capacidad cognitiva. Los animales que viven en grupo pueden mejorar sus opciones de navegación a través del aprendizaje social, la toma de decisiones colectiva y el liderazgo.
No obstante, el hecho de que estas formas de cognición colectiva permiten a una especie ampliar la gama de desafíos de navegación que puede superar es una cuestión intrigante. En un reciente estudio, un equipo de investigadores evidenció que las hormigas afrontan colectivamente desafíos de navegación que son demasiado grandes y desorientadores para ser abordados por un solo individuo.
Para el estudio, realizado por investigadores del Instituto Científico Weizmann en Israel, el equipo examinó las habilidades de navegación colectiva de las hormigas locas de cuernos largos (Paratrechina longicornis). A tal fin, los investigadores crearon un laberinto seminatural mediante la distribución aleatoria de cubos del mismo tamaño en una superficie, para imitar un terreno lleno de piedras al azar.
Las hormigas fueron rastreadas mientras llevaban comida a su nido, y las coordenadas de la carga de comida, de las hormigas en sí y de los cubos se extrajeron mediante procesamiento de imágenes.
Movimiento coordinado
A medida que el número de cubos aumentaba y el laberinto se volvía más complejo, las hormigas se volvieron más lentas para resolverlo. No obstante, todavía podían resolver laberintos con una cobertura de cubos de hasta el 55 por ciento.
Luego, el equipo comparó el rendimiento de las hormigas con un modelo computarizado de movimiento bien establecido en el que la dirección cambia en respuesta a la retroalimentación física de golpear una barrera, en este caso, una superficie del cubo, para que finalmente se descubra el camino.
Los investigadores observaron que las hormigas superaron al modelo de computadora en todas las configuraciones de cubos, excepto las más simples. Cuanto mayor era el número de cubos en el laberinto, mejor eran las hormigas para resolverlo en comparación con el modelo computarizado.
Para averiguar cómo las hormigas superaron el modelo de la computadora, observaron cómo las hormigas pasaron más tiempo alejándose del objetivo que intentaban alcanzar. Este cambio en el movimiento no podría explicarse únicamente por la retroalimentación física de encontrar un cubo.
Se sabe que el movimiento colectivo de las hormigas cargadoras es guiado por hormigas líderes que perciben información alrededor del grupo. Cuando el equipo observó más de cerca a estas hormigas, descubrieron que se extendían a través de una región circular de la población portadora con un radio exterior de hasta 10 centímetros. Aunque solo unas pocas hormigas estaban tan lejos, incluso una sola hormiga líder pudo dirigir al grupo y guiarlo para evitar una barrera física.
El equipo también notó que cuando las hormigas que transportaban una carga se atascaban, las hormigas líderes constantemente le presentaban al grupo de transporte posibles rutas de cruce. El movimiento coordinado permitió que todo el grupo explorara las rutas sugeridas, hasta que encontraron una ruta de escape que evitara el obstáculo.
De esta manera, las hormigas pudieron extender su alcance de detección más allá de la proximidad inmediata y, potencialmente, tener una mejor idea de los obstáculos que enfrentaban. En general, explican los autores, el estudio demuestra las ventajas potenciales de la vida en grupo y la cognición colectiva.
Referencia: Ant collective cognition allows for efficient navigation through disordered environments. eLife, 2020. https://doi.org/10.7554/eLife.55195