As lições dos enxames. O que as formigas e os gafanhotos têm a nos ensinar
Estudos do biólogo inglês Iain D. Couzin com enxames de diversas espécies revela que animais relativamente simples formam um cérebro coletivo capaz de tomar decisões e de se moverem com um único organismo. A matéria é do jornal El País, 12-12-2007. A tradução é do Cepat.
Se alguma vez você observou as formigas entrando e saindo de um formigueiro, talvez lembre uma rodovia engarrafada. Para Iain D. Couzin esta comparação é um cruel insulto... para as formigas. A população dos países desenvolvidos [nós também – NT do tradutor] passam muitas horas por ano presos no trânsito, mas nós nunca vemos as formigas em uma engarrafamento.
As formigas soldado, às que Couzin observou durante muito tempo no Panamá, movem-se muito bem especialmente em grandes concentrações. Se precisam atravessar a uma depressão do terreno, constroem pontes para poder avançar o mais rápido possível.
“Constroem as pontes com os seus corpos vivos”, explica Couzin, biólogo matemático da Universidade de Oxford. “Constroem quando necessitam e desfazem quando não utilizam mais”. Com o estudo das formigas soldado – assim como de pássaros, peixes, gafanhotos e outros animais gregários -, Couzin e seus colaboradores estão começando a descobrir normas simples que permitem aos formigueiros funcionar muito bem. Essas normas permitem a milhares de animais relativamente simples formar um cérebro coletivo capaz de tomar decisões e de se moverem com um único organismo.
Entretanto, decifrar essas normas supõe todo um desafio, porque o comportamento dos enxames surge de forma imprevisível. “Por mais que observemos apenas uma formiga soldado”, destaca Couzin, “nunca compreenderemos que quando se colocam milhões juntas formas estas pontes e colunas. Não se pode saber”.
Para compreender os formigueiros, Couzin cria modelos no computador de formigueiros virtuais. Cada modelo contém milhares de agentes individuais que ele pode programar para que sigam umas quantas normas simples. Para decidir quais devem ser essas normas, ele e seus colaboradores se enfiam nas selvas, nos desertos e nos oceanos para observar animais em ação.
Daniel Grunbaum, biólogo matemático da Universidade de Washington, explica que o seu campo está cheio de grandes avanços graças à observação da natureza, na qual se soma o trabalho de Couzin e de tantos outros. “Nos próximos 10 anos acontecerá muito progresso”, Explica que Couzin tem tido um papel importante na hora de relacionar os diferentes tipos de ciência necessários para compreender o comportamento dos animais em grupo. “Tem sido um verdadeiro líder que consegue reunir muitas idéias”, opina Grunbaum.
No caso dos exércitos de formigas, intrigava a Couzin as suas autopistas. O que Couzin queria saber era porque as formigas soldado não entram e saem da colônia em uma massa desorganizada. Para descobrir criou um modelo no computador baseado na biologia básica das formigas.
Para provar este modelo, Couzin e Nigel Franks, especialista em formigas da Universidade de Bristol, Inglaterra, seguiram com uma câmera o rastro de algumas formigas soldado no Panamá. Ao regressar à Inglaterra, repassaram o filme fotograma por fotograma, analisando os movimentos de 226 formigas. “Tudo o que acontece no mundo das formigas acontece em ritmo tão rápido que é muito difícil observar”, comenta Couzin.
Ao final descobriram que as formigas se moviam de modo que permita que todo o formigueiro avance com a maior rapidez possível. Couzin tem ampliado este modelo de formigas a outros animais que se movem em multidões gigantescas, como peixes e pássaros. E no lugar de dedicar-se ele a seguir os animais, criou programas que permitem aos computadores que façam este trabalho.
Os enxames animais podem mudar bruscamente devido a algumas regras simples. Couzin descobriu algumas dessas regras com os gafanhotos quando começam a formar suas devastadoras ‘nuvens’. Os insetos se movem habitualmente de um lado para outro sozinhos, mas às vezes os gafanhotos jovens se unem a enormes ‘nuvens’ que devastam territórios devorando tudo que encontram no caminho. “Por quê de repente a situação se descontrola e esses gafanhotos formam ‘nuvens’ e destroem colheitas?”, pergunta Couzin.
Couzin viajou a zonas remotas da Mauritânia para estudar o comportamento das ‘nuvens de gafanhotos’. De volta à Oxford, ele e seus colaboradores construíram um caminho circular no qual os gafanhotos podiam circular. “Podíamos rastrear o movimento de todos esses insetos cinco vezes por segundo durante oito horas ao dia”, lembra.
Os cientistas descobriram que quando a densidade de gafanhotos chegava a um determinado ponto, os insetos de repente começavam a movimentar-se juntos. Cada gafanhoto procurava ajustar os seus movimentos ao do vizinho. Entretanto, quando os gafanhotos estavam muito separados, esta regra não lhes afetava. Apenas quando tinham ‘vizinhos’ suficientes formavam espontaneamente enormes ‘nuvens’. “Demonstramos que não precisamos ter muitíssimas informações sobre os insetos pra predizer como irão se comportar em um grupo”, disse Couzin em estudo publicado em junho de 2006 na Science.
Porém, entender como os animais se reúnem em grupos e porque o fazem são duas coisas distintas. Em algumas espécies, os animais podem reunir-se para que todo o grupo desfrute de alguma vantagem evolutiva. Todas as formigas soldado de uma coluna, por exemplo, pertencem a uma mesma família. Portanto, se os indivíduos cooperam, seus genes compartilhados e associados em grupo se desenvolverão melhor.
Mas nos desertos de Utah, Couzin e os seus colaboradores descobriram que as colônias gigantescas podem estar compostas por muitos indivíduos egoístas. Às vezes os grilos se reúnem em milhares e avançam em bandos de quase 10 quilômetros. A razão é que quando não encontram sal e proteínas suficientes, se tornam canibais. “Cada grilo é em si uma fonte nutritiva perfeitamente equilibrada”, diz Couzin. “Por isso os grilos tentam atacar os outros indivíduos a cada 17 segundos. Aquele que não se coloca em movimento provavelmente será comido”. Esse movimento coletivo faz que os grilos formem enormes enxames. “Todos esses grilos se vêem obrigados a avançar”, explica Couzin. “Tentam atacar os grilos que estão na frente e evitar ser comidos pelos que estão atrás”.
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