Mientras que la mayoría de estudios sobre hormigas se enfocan en su comportamiento colectivo, una investigación reciente decidió analizar el desplazamiento individual de una especie de patas largas bajo condiciones de laboratorio controladas.
Científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) desarrollaron un modelo físico que explica cómo estos insectos exploran y se movilizan en territorios desconocidos. El trabajo fue dado a conocer a través de la revista PLOS Computational Biology.
La elección de la especie Anoplolepis gracilipes no fue casual: se trata de una hormiga invasora cuya presencia en zonas urbanas del mundo va en aumento, según detalla la publicación científica.
Para el estudio, los investigadores recolectaron ejemplares en diferentes áreas del campus de Okinawa, al sur de Japón, incluyendo estacionamientos, senderos y áreas de descanso. En total, reunieron más de 100 hormigas y las colocaron una por una en recintos de laboratorio para registrar sus movimientos exploratorios.
Un enfoque en la conducta individual
El equipo pertenece a la unidad de Física No Lineal y de No Equilibrio del OIST. Entre los investigadores destaca el estudiante de doctorado Jack Featherstone.
“Las hormigas son muy famosas por sus interacciones colectivas, mediadas por feromonas u otros sistemas de comunicación sofisticados, pero el movimiento individual de una hormiga es el elemento fundamental que hace posible este comportamiento colectivo”, afirmó Featherstone.
Esta premisa guió el diseño experimental: aislar a cada insecto y observar su reacción ante un entorno nuevo sin estímulos externos. Featherstone señaló que la vida es uno de los sistemas más complejos para la ciencia y que, en las últimas décadas, los físicos han comenzado a aplicar métodos cuantitativos propios de fenómenos inanimados para estudiar el comportamiento animal.
Del movimiento a las matemáticas
Después de los experimentos, los investigadores entrenaron una red neuronal para analizar los videos de las hormigas. El sistema identificó la posición de diferentes partes del cuerpo de cada ejemplar mientras se desplazaba por el recinto. Con esa información, se generaron trayectorias espaciales que luego fueron sometidas a un análisis cuantitativo.
Esta reconstrucción permitió transformar la observación visual en una descripción matemática del movimiento. El objetivo no era solo rastrear sus caminos, sino encontrar patrones que explicaran cómo exploran un espacio nuevo cuando están solas.
El hallazgo principal del estudio fue que la mejor manera de modelar estos datos era mediante modelos estocásticos, es decir, enfoques que incorporan elementos aleatorios. Este método, clave en el estudio de la difusión y el movimiento de partículas pequeñas, parte de la idea de que un comportamiento general no aleatorio puede surgir de múltiples contribuciones individuales de carácter aleatorio.
Un modelo para anticipar conductas en otros entornos
Featherstone explicó que el comportamiento de cualquier animal depende de una enorme cantidad de variables, desde la actividad neuronal hasta las condiciones ambientales. “Intentar medir cada factor que podría ser relevante aquí es imposible”, sostuvo.
Ante esa limitación, el enfoque estocástico permite examinar el comportamiento macroscópico sin necesidad de describir cada detalle microscópico. El modelo propuesto combina varias técnicas habituales en estudios de movimiento bacteriano o procesos de difusión, logrando reproducir muchas características de las trayectorias observadas en el laboratorio. A partir de ahí, los autores derivaron predicciones matemáticas y computacionales sobre cómo podrían actuar las hormigas en ambientes nuevos.
La capacidad predictiva es uno de los aspectos más relevantes del trabajo. Los investigadores esperan usarla para analizar cómo A. gracilipes interactúa con otras especies, ya sea como depredadora o como presa. Además, el estudio proporciona una base para examinar cómo estímulos externos como el alimento, el agua, los depredadores o los obstáculos alteran el patrón de exploración.
Alcance del estudio y posibles aplicaciones
Los autores consideran que este trabajo es una de las descripciones más rigurosas del comportamiento exploratorio de los insectos, con la posibilidad adicional de simular movimientos similares a los de un ejemplar real. Esta línea de investigación podría ayudar a otros equipos a comprender cómo la locomoción se integra en el resto de la vida de estos insectos.
En el futuro, este marco podría contribuir a entender mejor y controlar a las hormigas invasoras, un problema ligado a su expansión global. El estudio parte de la realidad de que A. gracilipes ya coloniza con mayor frecuencia entornos urbanos, lo que refuerza la necesidad de conocer sus patrones de navegación.
Fuente: Infobae