Waze das formigas - hypercubic
Publicado por Renato Pincelli em 5 de outubro de 2017 5 de outubro de 2017
Diagrama esquemático do comportamento das formigas-tartarugas observadas pela prof. Deborah Gordon no México.
Formigas também têm problemas de trânsito, como vias bloqueadas e mudanças de rotas. Sem um GPS para guiá-las, como elas encontram seu caminho?
Com inúmeros motoristas e eventos imprevistos, o trânsito de uma metrópole está sempre mudando. Em vez de facilitar a vida, seguir as mesmas rotas de sempre pode gerar dor de cabeça quando algum trecho fica bloqueado. Motivos para a interdição não faltam: chuva, acidentes, a queda de um viaduto. Se esses problemas são grandes para uma espécie (Homo sapiens) que se movimenta sobre rodas e tem o auxílio de programas de rádio e GPS para recalcular a rota, imagine como é para uma sociedade de formigas que vivem numa floresta tropical.
Uma vantagem das formigas é que elas podem mudar de rumo com mais facilidade, já que não dependem de construções complexas como ruas, avenidas e marginais. No entanto, as coisas não são tão simples para as espécies que vivem em árvores. Nesse caso, elas não têm a opção de simplesmente contornar um obstáculo e dependem de uma rede de rotas fixa e complexa, formada por tronco, galhos e suas ramificações — que equivalem às nossas avenidas, ruas e vielas. Assim, um mero galho quebrado pode impedir uma passagem e virar um problemão. As formigas, claro, são capazes de se reorientar. Mas como?
Deborah Gordon se embrenhou nas florestas mexicanas em 2011 para explicar o trânsito das formigas. Professora de biologia da Universidade Stanford, Gordon passou várias horas por dia observando e registrando as trilhas escolhidas pelas formigas da espécie Cephalotes goniodontus, espécie arbórea que vive nas matas da região de Jalisco, no México.
Também conhecidas como formigas-tartarugas, esses insetos transitam por um circuito de trilhas que liga seus formigueiros às fontes de comida, passando por galhos que se entrelaçam e acabam levando-as a outras árvores ou arbustos. Dependendo das condições, os formigueiros e as fontes de alimentação mudam de lugar, o que exige a remodelação de trilhas seguidas. Às vezes, essa mudança pode acontecer em questão de dias.
As formigas se movimentam por um princípio simples e seguem o rastro deixado por que vai na frente. Quanto mais indivíduos passam por determinada rota, mais reforçado fica o rastro, formado por ferormônios. Como as marcas deixadas por pneus sobre o asfalto molhado num dia de chuva, o rastro das formigas é efêmero. Quando um galho ou ramo cai, cria-se uma interrupção da trilha que pode ser desnorteante para os insetos. Sem GPS ou Waze, como essas criaturinhas recalculam a rota?
Para descobrir isso, a bióloga americana precisou apenas de uma escada, um facão ou tesoura de jardinagem, um vidrinho de esmalte e uma boa dose de paciência. Para conseguir rastrear as formigas, Gordon pintou-as com um pouco de esmalte para não perdê-las de vista. Além de mapear os caminhos seguidos pelas formigas mexicanas, Gordon também interferiu, criando bloqueios ao cortar galhos em determinados pontos das estradas formigueiras.
Ao fazer isso, a pesquisadora percebeu que, como um aplicativo de trânsito, as formigas também têm seus algoritmos. Para entender melhor como a C. goniodontus recalcula sua rota, ela contou com a colaboração de Arjun Chandrasekhar e Saket Navlakha, da Universidade da Califórnia em San Diego. Juntos, eles modelaram o comportamento registrado por Gordon.
O resultado da pesquisa, publicado on-line pela American Naturalist em 29/09, revela um algoritmo que prioriza não a rota mais curta possível mas a com menos chances de se perder. Como as esquinas e confluências do nosso sistema viário, as formigas-tartarugas usam junções como pontos de referência. Muitas formigas passam por esses pontos, que se tornam mais fixos do que o normal pela quantidade de ferormônios ali deixado. Ao chegar numa bifurcação, elas se decidem pelo lado que tem mais rastros e vão em frente.
Assim, quando surge um bloqueio, elas retornam à bifurcação mais próxima e escolhem uma rota alternativa a partir dali. "Mesmo quando, do nosso ponto de vista, há uma solução mais simples voltando até alguns nós mais distantes, elas nunca usam isso", explicou Gordon ao Phys.org. "Elas sempre vão direto ao nó mais próximo do bloqueio e de lá para o nó mais próximo e assim por diante. A vegetação é tão emaranhada que elas acabam encontrando um caminho para chegar ao outro lado do bloqueio." No vídeo a seguir (em inglês), é possível observar parte do trabalho prático da professora Gordon:
Apesar de parecer simples, a solução encontrada pelas formigas-tartarugas é fruto de milhões de anos de evolução e aprendizado para recalcular rotas. Mais uma vez, as formigas têm muito a nos ensinar e podem nos ajudar a aperfeiçoar nossos recém-inventados sistemas de navegação.
Deborah M. Gordon. Local Regulation of Trail Networks of the Arboreal Turtle Ant, Cephalotes goniodontus [Regulação local da rede de trilhas da formiga-tartaruga arbórea, Cephalotes goniodontus]. The American Naturalist (2017). DOI: 10.1086/693418