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  • 13/07/2017

ETOLOGÍA

Las colonias de hormigas fluyen como un líquido para construir torres

Describen cómo se sostienen en altas estructuras sin moler a sus vecinas: circulan constantemente alrededor de la torre, comportándose como un líquido.

Royal Society Open Science

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Entender cómo las hormigas de fuego pueden construir una variedad de estructuras sólidas en tres dimensiones siguiendo un conjunto de reglas muy simples puede ayudar a los ingenieros a programar enjambres de diminutos robots con múltiples propósitos [iStock/ Andersboman]

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Para cruzar arroyos o protegerse contra las corrientes de agua, las hormigas rojas de fuego (Solenopsis invicta) se coordinan para formar balsas o construir torres.  Para ello estos hexápodos poseen unas estructuras acolchadas en sus patas que les ayudan a ensamblarse colectivamente en distintas formas.

Hace tiempo que ya se conocían los secretos de las técnicas de construcción de balsas de esta especie: los insectos se adhieren entre sí con sus pies y se orientan para crear bolsas de aire, distribuyendo su peso para formar una estructura flotante. Un equipo codirigido por el matemático Craig Tovey, del Instituto de Tecnología de Georgia, en EEUU, se propuso ahora averiguar cómo estas hormigas pueden autoesculpirse en altas torres.

En el laboratorio, el equipo usó cámaras de alta velocidad para detallar cómo los insectos se reúnen alrededor de una vara de teflón resbaladiza. Para conseguirlo, identificaron a la mitad de la colonia con un marcador radiactivo para poder seguir los movimientos individuales dentro de la estructura de la torre.

Las hormigas utilizan la técnica de ensayo y error para formar una torre, reconstruyendo continuamente las partes más débiles que se derrumban hasta que la estructura se sostiene. Según hallaron los investigadores, cada insecto puede soportar hasta tres otras hormigas. Cuando una hormiga sufre una sobrecarga, se suelta de sus vecinas y cae por la columna hasta que emerge fuera de la base de la torre.

El resultado es una estructura dinámica en forma de campana que se mueve de manera similar a un fluido, y en la que cada hormiga sostiene una misma carga. «Las hormigas están circulando como una fuente de agua, pero a la inversa», explica Tovey. Las conclusiones del trabajo se han publicado en la revista Royal Society Open Science.

Una estructura dinámica

Los investigadores ya sabían que las estructuras de las torres eran dinámicas, pero esta es la primera vez que se describe el fenómeno con la ayuda de vídeos, explica Guy Theraulaz, investigador del Centro de Investigación de Cognición Animal de Toulouse.

El equipo también fue capaz de predecir la forma y la tasa de crecimiento de las torres utilizando modelos matemáticos. Ya sabían que cuando las hormigas forman balsas, la hazaña depende del comportamiento de las hormigas individuales y no de los miembros de las colonias que siguen un comando central. Este comportamiento individual se puede describir con tres reglas básicas y un modelo matemático que define la estructura.

Los investigadores se sorprendieron al descubrir que cuando las hormigas construyen torres, obedecen las mismas reglas. Las dos formas son diferentes: la balsa es estática y la torre es dinámica,  señala Tovey. «Sin embargo, ambas estructuras siguen las mismas reglas descentralizadas».

[Vídeo: Nature Research Group]

Los resultados de este trabajo podrían ayudar a los investigadores de robótica que estudian cómo programar enjambres de robots minúsculos para que consigan una meta común. «Entender cómo las hormigas pueden construir esta variedad de estructuras sólidas en tres dimensiones siguiendo un conjunto de reglas muy simples puede darnos pistas para averiguar el modo de programar enjambres de diminutos robots con múltiples propósitos. El siguiente paso es descubrir cómo construyen puentes», concluye Tovey.

Laura Castells / Nature News

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Nature Research Group.

Referencia: «Fire ants perpetually rebuild sinking towers». Sulisay Phonekeo et al. en Royal Society Open Science, 12 de julio de 2017.

 

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