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Le formiche e le loro sagge pratiche agricole e una navigazione efficiente dovrebbero ispirarci

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 Le formiche tagliafoglie coltivano giardini di funghi che nutrono colonie tentacolari. Tim Flach/Stone tramite Getty Images

Il re Salomone potrebbe aver acquisito parte della sua famosa saggezza da una fonte improbabile: le formiche.

Secondo un Leggenda ebraica, Salomone conversò con un'abile regina delle formiche che affrontò il suo orgoglio, facendo una bella impressione sul re israelita. Nel libro biblico di Proverbi (6:6-8), Salomone condivide questo consiglio con suo figlio: “Guarda alla formica, pigro, considera le sue vie e sii saggio. che non avendo guida, sorvegliante o governante, fornisce il suo cibo durante l'estate e raccoglie il suo cibo durante la mietitura".

Anche se non posso rivendicare alcun legame familiare con il re Salomone, nonostante condivida il suo nome, ho ammirato a lungo la saggezza delle formiche e ho trascorso più di 20 anni studiandone l'ecologia, l'evoluzione e i comportamenti. Sebbene l'idea che le formiche possano offrire lezioni per gli esseri umani è certamente in circolazione da un po' di tempo, potrebbe esserci nuova saggezza da trarre da ciò che gli scienziati hanno appreso sulla loro biologia.

Le formiche hanno sviluppato organizzazioni sociali molto complesse.

 

Lezioni dall'agricoltura delle formiche

Come ricercatore, sono particolarmente incuriosito da formiche che crescono funghi, un gruppo di 248 specie che coltivano funghi come principale fonte di cibo. Includono 79 specie di formiche tagliafoglie, che coltivano i loro giardini fungini con foglie appena tagliate che portano nei loro enormi nidi sotterranei. Ho scavato centinaia di nidi di formiche tagliafoglie dal Texas all'Argentina come parte dello sforzo scientifico per capire come queste formiche si sono evolute insieme ai loro raccolti fungini.

Proprio come gli agricoltori umani, ogni specie di formica che coltiva funghi è molto particolare riguardo al tipo di colture che coltiva. La maggior parte delle varietà discende da un tipo di fungo che gli antenati delle formiche che coltivano funghi iniziarono a crescere da 55 milioni a 65 milioni di anni fa. Alcuni di questi funghi sono stati addomesticati e ora non sono in grado di sopravvivere da soli senza i loro coltivatori di insetti, proprio come alcune colture umane come il mais.

Le formiche hanno iniziato a coltivare decine di milioni di anni prima dell'uomo.

 

Gli allevatori di formiche affrontano molte delle stesse sfide degli allevatori umani, inclusa la minaccia dei parassiti. Un parassita chiamato Escovopsis può devastare i giardini delle formiche, facendo morire di fame le formiche. Allo stesso modo nell'agricoltura umana, le epidemie di parassiti hanno contribuito a disastri come il Carestia di patate irlandese, Il 1970 peronospora del mais e minaccia attuale per le banane.

Dagli anni '1950, l'agricoltura umana è diventata industrializzata e fa affidamento su monocoltura, o coltivare grandi quantità della stessa varietà di raccolto in un unico posto. Eppure la monocoltura rende le colture più vulnerabili ai parassiti perché è più facile distruggere un intero campo di piante geneticamente identiche che uno più diversificato.


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L'agricoltura industriale ha considerato i pesticidi chimici come una soluzione parziale, trasformando la gestione dei parassiti agricoli in un industria da miliardi di dollari. Il problema con questo approccio è che i parassiti possono farlo sviluppare nuovi modi per aggirare i pesticidi più velocemente di quanto i ricercatori possano sviluppare sostanze chimiche più efficaci. È una corsa agli armamenti e i parassiti hanno il sopravvento.

Anche le formiche coltivano i loro raccolti in monocoltura e su una scala simile - dopotutto, un nido di formiche tagliafoglie può essere la casa 5 milioni di formiche, che si nutrono tutti dei funghi nei loro giardini sotterranei. Anche loro usano un pesticida per controllare Escovopsis e altri parassiti.

Tuttavia, il loro approccio all'uso dei pesticidi differisce da quello umano in un aspetto importante. Lo sono i pesticidi delle formiche prodotto dai batteri si lasciano crescere nei loro nidi, e in alcuni casi anche sui loro corpi. Mantenere i batteri come una cultura vivente consente ai microbi di farlo adattarsi in tempo reale ai cambiamenti evolutivi dei parassiti. Nella corsa agli armamenti tra parassiti e agricoltori, le formiche agricole hanno scoperto che i batteri vivi possono fungere da fabbriche farmaceutiche in grado di tenere il passo con i parassiti in continua evoluzione.

Considerando che i recenti sviluppi nella gestione dei parassiti agricoli si sono concentrati su ingegneria genetica piante coltivate produrre i propri pesticidi, la lezione da 55 milioni di anni di agricoltura delle formiche è sfruttare i microrganismi viventi fare prodotti utili. I ricercatori stanno attualmente sperimentando applicare batteri vivi alle piante coltivate per determinare se sono efficaci nella produzione di pesticidi che possono evolversi in tempo reale insieme ai parassiti.

Miglioramento dei trasporti

Le formiche possono anche offrire lezioni pratiche nel campo dei trasporti.

Le formiche sono notoriamente brave a localizzare rapidamente il cibo, che si tratti di un insetto morto sul suolo di una foresta o di alcune briciole nella tua cucina. Lo fanno lasciando a scia di feromoni – sostanze chimiche con un odore caratteristico che le formiche usano per guidare i loro compagni di nido verso il cibo. Il percorso più breve verso una destinazione accumulerà la maggior parte dei feromoni perché più formiche lo percorreranno avanti e indietro in un determinato periodo di tempo.

Negli anni '1990, gli informatici hanno sviluppato a classe di algoritmi modellato sul comportamento delle formiche che sono molto efficaci nel trovare il percorso più breve tra due o più posizioni. Come con le formiche reali, il percorso più breve verso una destinazione accumulerà il feromone più virtuale perché più formiche virtuali lo percorreranno in un dato periodo di tempo. Gli ingegneri hanno utilizzato questo approccio semplice ma efficace per progettare reti di telecomunicazioni e mappa percorsi di consegna

.Formiche tagliafoglie che affollano un pezzo di terra Migliaia di formiche possono percorrere lo stesso percorso senza causare ingorghi. Esteban Castao Solano/EyeEm via Getty Images

Non solo le formiche sono brave a trovare il percorso più breve dai loro nidi a una fonte di cibo, ma migliaia di formiche sono in grado di viaggiare lungo questi percorsi senza causare ingorghi. Di recente ho iniziato a collaborare con il fisico Oscar Andrej Herrera-Sancho per studiare come le formiche tagliafoglie mantengano un flusso così costante lungo i loro percorsi di foraggiamento senza i rallentamenti tipici dei marciapiedi e delle autostrade umani affollati.

Siamo utilizzando le telecamere per tracciare come ogni singola formica risponde agli ostacoli artificiali posti su di loro percorsi di foraggiamento. La nostra speranza è che, comprendendo meglio le regole che le formiche usano per rispondere sia agli ostacoli che al movimento di altre formiche, possiamo sviluppare algoritmi che possano eventualmente aiutare a programmare auto a guida autonoma che non rimangano mai bloccate nel traffico.

Guarda la formica

Per essere onesti, ci sono molti modi in cui le formiche sono tutt'altro che modelli di ruolo perfetti. Dopotutto, alcune specie di formiche sono famose per uccisione indiscriminata, e altri per schiavizzare i bambini.

Ma il fatto è che le formiche ricordarci di noi stessi – o il modo in cui ci piacerebbe immaginarci – in molti modi. Vivono in società complesse con divisione del lavoro. Essi collaborare per crescere i loro piccoli. E realizzano notevoli imprese ingegneristiche - come strutture edilizie con imbuti d'aria che possono ospitare milioni - il tutto senza progetti o un leader. Ho già detto che le loro società lo sono gestito interamente da donne?

C'è ancora molto da imparare sulle formiche. Ad esempio, i ricercatori continuano a non comprendere appieno come si sviluppa una larva di formica in una regina - una femmina con le ali che può vivere per 20 anni e deporre milioni di uova - o in una lavoratrice - una femmina senza ali, spesso sterile che vive per meno di un anno e svolge tutti gli altri lavori nella colonia. Inoltre, gli scienziati scoprono costantemente nuove specie - 167 nuove specie di formiche sono stati descritti solo nel 2021, portando il totale a oltre 15,980.

Considerando le formiche e i loro molti modi affascinanti, c'è molta saggezza da acquisire.The Conversation

Circa l'autore

Scott Salomone, Professore Associato di Ecologia e Biologia Evoluzionistica, Rice University

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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