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2024-03-02 17:51:13
砂漠のアリ / Wikimedia
Desierto, mediodía. La temperatura de la arena es de 50 °C. Pocos animales pueden sobrevivir a esta temperatura, hasta el punto de que observamos algunos insectos muertos. Pero, si nos fijamos un poco, también podemos encontrar vida alrededor de estos restos. Concretamente, hormigas del género Cataglyphis, que están recolectando la carroña. Cuando obtienen el alimento, se apresuran para llegar a la seguridad de su nido por el camino más corto y reducir su exposición al calor. ¿Cómo saben cuál es este camino? La respuesta es tan compleja como fascinante.
Un grupo de investigadores de la Universidad de Würzburg (Alemania) ha conseguido desvelar buena parte de los mecanismos implicados en la orientación de las hormigas del desierto. Ya adelanto que el campo magnético terrestre está implicado. Esto no es nuevo –se conocen casos de orientación magnética en aves, peces, tortugas y mariposas– pero el caso de las hormigas es bastante especial.
Hormigas peripatéticas
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Las hormigas del desierto pasan por tres fases en su vida. Primero trabajan dentro del hormiguero y más tarde salen a buscar alimento. Entre esas dos fases hay otra muy especial, la fase de “paseos de aprendizaje”. Las hormigas salen al exterior, hacen un corto recorrido y, cada cierto tiempo, se detienen y giran para mirar hacia la entrada del nido. Después siguen caminando hasta que regresan.
Se podría pensar que en estos paseos están familiarizándose con el paisaje circundante, pero es más complicado. Las hormigas están calibrando su “brújula celeste”.
La luz del sol se dispersa al incidir en la atmósfera. Esta es la causa de que el cielo se vea azul. Parte de la luz dispersada está polarizada perpendicularmente a la posición del sol, y la polarización es máxima a 90 º de la posición del astro. Ese máximo gira, lógicamente, con la posición del sol a lo largo del día.
Nuestros ojos no son capaces de distinguir el plano de la luz polarizada, pero otros animales sí pueden. Las abejas, por ejemplo, proporcionan con su danza información sobre la posición de una fuente de alimento, es decir, su distancia y el ángulo de dicha fuente respecto al sol. Pero, ¿qué sucede si el sol no es directamente visible? Las abejas son capaces de deducir la posición del sol utilizando el patrón de polarización de la luz. Les basta ver un poquito de cielo para ello.
Las hormigas del desierto también podrían orientarse por el patrón de polarización de la luz celeste. Pero este sistema tiene un inconveniente. Dicho patrón cambia a lo largo del día. Antes de usarlo es necesario calibrarlo con una referencia estable, que no cambie en ningún momento. Esa es la función del campo magnético durante los paseos de aprendizaje.
Los investigadores alemanes modificaron mediante filtros el patrón de polarización de la luz durante el paseo de aprendizaje de las hormigas. Descubrieron que si dicho patrón no rotaba con el sol a lo largo del día, o si se suprimía la luz polarizada, las hormigas no desarrollaban los centros nerviosos implicados en la construcción de su mapa interno. Por tanto, el paseo de aprendizaje era fundamental para integrar en dicho mapa la información sobre los cambios diarios en el patrón de la luz polarizada.
Brújula magnética y brújula celeste
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¿Cuál era la referencia estable que se relacionaba con el patrón cambiante de la luz polarizada? Todo apuntaba al campo magnético terrestre. Ya en un artículo anterior, el equipo había demostrado que la orientación de las hormigas durante las paradas dependía del campo magnético.
Si producían un campo alternativo durante el paseo, la hormiga no se volvía para mirar hacia su nido, sino en la dirección hacia la que se había modificado el campo magnético.
A la izquierda se muestra el paseo de aprendizaje de la hormiga del desierto. Cada cierto tiempo se detienen y miran hacia la entrada del hormiguero. Si se modifica el campo magnético local durante el paseo, las hormigas se vuelven hacia una posición ficticia de la entrada. A la derecha vemos un resumen de los experimentos descritos en el texto. Los paseos de aprendizaje son normales tanto si se suprime el campo magnético como si se alinea con el sol. Un campo magnético caótico o sin componente horizontal desorienta a las hormigas e impide el desarrollo de los centros nerviosos implicados en la orientación.
Un artículo más reciente ha confirmado esta hipótesis. El campo magnético local del hormiguero fue manipulado mediante bobinas de Helmholtz. Tanto su distorsión caótica, como la eliminación de su componente horizontal –el que orienta las brújulas–, provocaron que las hormigas no se volvieran hacia la entrada del hormiguero durante las paradas del paseo de aprendizaje. Habían quedado desorientadas y miraban en direcciones aleatorias. Por otro lado, en estas hormigas tampoco se desarrollaban los centros nerviosos necesarios para su futura orientación mediante mecanismos de plasticidad neuronal.
Hubo más resultados curiosos. Los investigadores probaron a suprimir completamente el campo magnético local (componentes horizontal y vertical), y las hormigas completaron su aprendizaje sin problemas. Esto sugería que, aparte del campo magnético, las hormigas pueden optar en caso necesario por alguna referencia estable alternativa, tal vez visual u olfativa. Pero teniendo el fiable campo magnético terrestre disponible no recurren normalmente a este plan B. Por otro lado, alteraron el campo magnético de forma que quedara alineado con la posición del sol y esto tampoco dio problemas a las hormigas.
Dicho de otra forma, lo que necesitaban no era saber dónde está el norte, sino un campo magnético estable como sistema de referencia que les indique dónde está el nido durante su paseo de aprendizaje.
Una vez que las hormigas han construido su mapa interior mediante información visual junto con una brújula celeste bien calibrada, ya están dispuestas para pasar a la siguiente fase, buscar alimento y encontrar de nuevo el camino más corto a casa sin necesidad de recurrir al campo magnético. Todo esto, en medio del calor abrasador del desierto.
#砂漠アリはどうやって家に帰る道を見つけるのでしょうか