Furnicile există de la Perioada Cretacică, prosperând timp de 100 de milioane de ani înainte de a ruina un singur picnic. Nu numai că au supraviețuit asteroidului care a ucis dinozaurii; s-au răspândit din pădurile tropicale pentru a cuceri practic lumea.
Astăzi, până la 10 cvadrilioane de furnici trăiesc pe Pământ în orice moment. Biomasa lor totală cântărește aproximativ la fel cât toți cei 7,4 miliarde de oameni adunați și există aproape peste tot, cu excepția — ironic — Antarcticii.
„Furnicile sunt peste tot, dar sunt observate doar ocazional”, a scris biologul E.O. Wilson în „The Ants” (Furnicile), cartea sa despre insecte, câștigătoare a Premiului Pulitzer în 1991. „Ele guvernează o mare parte din lumea terestră ca principalii răscolitori ai solului, canale pentru energie, dominatoare ale faunei insectelor – totuși primesc doar o mențiune fugitivă în manualele de ecologie.”
Chiar și după tot acest timp, încă descoperim noi secrete despre furnici. Pentru o privire asupra isprăvilor lor, iată câteva dintre cele mai uimitoare lucruri pe care le știm… până acum.
1. Coloniile de furnici acționează ca „superorganisme”
„Furnicile individuale sunt echivalentul neuronilor din creierul tău — fiecare în parte nu are multe de spus, dar în combinație pot realiza o mulțime de lucruri”, a declarat entomologul Mark Moffett pentru LiveScience în 2014. Coloniile de furnici sunt considerate „superorganisme”, adunând roiuri de muncitori individuali pentru a acționa ca părți ale unei entități mai mari și mai puternice.
Într-un studiu din 2015, cercetătorii au testat această idee observând cum au reacționat coloniile de furnici la răpirea cercetașilor și a muncitorilor. Furnicile au fost nemulțumite în ambele cazuri, dar reacțiile lor diferite au spus multe. „Când cercetașii au fost scoși de la periferie, ‘brațele’ de foraj ale coloniei s-au retras înapoi în cuib”, explică autorii studiului într-un comunicat. „Cu toate acestea, când furnicile au fost scoase din centrul cuibului însuși, întreaga colonie a fugit, căutând azil într-o nouă locație.”
Ce înseamnă asta? Dacă o colonie este un superorganism, primul scenariu este ca și cum ți-ai retrage mâna după ce te-ai ars pe aragaz, spun cercetătorii, în timp ce al doilea este asemănător cu fugitul dintr-un incendiu de casă. „Aceasta sugerează că coloniile reacționează diferit, dar într-o manieră coordonată, la aceste tipuri diferite de prădare”, scriu ei. „Descoperirile noastre susțin conceptul de superorganism, deoarece întreaga societate reacționează la fel ca un singur organism ar reacționa la atacuri asupra diferitelor părți ale corpului său.”
2. Furnicile pot forma poduri vii
Pe lângă faptul că sunt constructori experți, unele furnici sunt și excelente materiale de construcție. În videoclipul de mai sus, furnicile militare își arată abilitatea extraordinară de a forma un pod viu, agățându-se una de alta de membre pe măsură ce se întind peste o prăpastie. Ele chiar monitorizează fluxul de furnici care traversează pe spatele lor, potrivit unui studiu din 2015, ajustând mărimea și forma podului în timp real pentru a maximiza eficiența. Dacă, de exemplu, prea multe furnici se alătură podului, prea puține ar putea rămâne pentru a transporta hrana peste el.
„Aceste furnici realizează o computație colectivă. La nivelul întregii colonii, spun că își pot permite acest număr de furnici blocate în acest pod, dar nu mai mult de atât”, spune co-autorul Matthew Lutz, student doctorand în ecologie și biologie evoluționistă la Universitatea Princeton, într-un comunicat. „Nu există nicio furnică individuală care să supravegheze decizia; ele fac acest calcul ca și colonie.”
3. Furnicile pot forma și bărci vii
Deoarece furnicile roșii de foc trăiesc subteran, inundațiile reprezintă un scenariu de coșmar. Dar, în loc să se disperseze în panică, ele gestionează inundațiile transformând întreaga colonie într-o __PLACEHELDER_ID_2__plută vie__END_PLACEHOLDER__.
Un strat de furnici formează baza, agățându-se suficient de strâns pentru a forma o etanșare impermeabilă, surprinzător de greu de scufundat, așa cum ilustrează videoclipul de mai sus. Furnicile roșii de foc se pot asambla astfel în doar 100 de secunde și, dacă este necesar, pot rămâne în formație de plută timp de săptămâni până la retragerea apelor de inundație.
4. Roiuri de furnici se comportă ca metalul lichid
Ce face congregațiile de furnici atât de robuste și totuși flexibile? Potrivit unui studiu din 2015, secretul lor se datorează parțial abilității de a se comporta fie ca un solid, fie ca un lichid.
Cercetătorii de la Georgia Tech au lăsat să cadă mii de furnici roșii de foc într-un reometru, o mașină care testează răspunsul solid sau lichid al materialelor precum alimente, loțiuni sau plastic topit. Furnicile au arătat „comportament viscoelastic”, de la rezistență elastică atunci când sunt împinse ușor la flux asemănător lichidului pe măsură ce presiunea crește. Greutatea unei monede, de exemplu, determină furnicile din videoclipul de mai sus să se detașeze pentru scurt timp, cam ca moleculele de apă. Odată ce moneda trece, însă, se reunesc ca un solid.
„Dacă tai un corn cu un cuțit, vei ajunge cu două bucăți de pâine”, spune co-autorul David Hu, profesor de inginerie la Georgia Tech. „Dar dacă tai printr-o grămadă de furnici, ele pur și simplu vor lăsa cuțitul să treacă, apoi se vor reforma pe partea cealaltă. Sunt ca metalul lichid — exact ca scena aceea din filmul ‘Terminator’.”
5. Furnicile vorbesc prin miros
O colonie poate include milioane de furnici, totuși reginele nu au un sistem de interfon pentru a se adresa trupelor lor, iar furnicile oricum nu pot vocaliza. Deci, cum își coordonează tot comportamentul complex colectiv? Media socială? (Antstagram, poate?)
Furnicile au limbaj, deși nu ca al nostru. În timp ce oamenii se bazează în mare măsură pe voci și gesturi, furnicile se înțeleg făcând mirosuri. Feromonii sunt principalul lor mod de comunicare, fiecare conținând un mesaj olfactiv pe care alte furnici din colonie îl pot citi cu antenele lor. Ele transmit o gamă largă de informații în acest fel și pot chiar combina mirosuri sau utiliza cantități variate de feromoni pentru a adăuga detalii.
Un cercetaș care descoperă hrană lasă o „urmă olfactivă” pentru a-și ajuta colegele de cuib, de exemplu, și pe măsură ce acestea duc bucăți acasă, pot adăuga mai mult miros pentru a întări semnalul. Pe măsură ce sursa de hrană se epuizează, ele pot modifica din nou mesajul eliberând din ce în ce mai puțin miros în călătoriile de întoarcere, scutind alte furnici de o drumeție inutilă prin postarea de actualizări în timp real despre câtă hrană a mai rămas. Feromonii sunt folosiți și pentru nenumărate alte scopuri, de la identificarea rangului și a stării de sănătate la depistarea intrușilor.
6. Furnicile vorbesc și prin sunet
Furnicile s-ar putea să nu aibă corzi vocale, dar asta nu înseamnă că sunt tăcute. La fel ca greierii și lăcustele, unele furnici sunt capabile de „stridulație”, adică de a produce zgomot prin frecarea unor părți specializate ale corpului. Furnicile din genul Myrmica, de exemplu, au un spin pe abdomen care emite sunet atunci când îl ating cu un picior.
Acesta pare a fi un apel de ajutor, potrivit unui studiu din 2013, care a constatat că alte furnici răspund la sunet cu „comportamente binevoitoare”. Furnicile nu au urechi, dar pot totuși „auzi” simțind vibrațiile din pământ cu picioarele și antenele lor. Puteți auzi sunetul în clipul video de mai sus.
7. Antenele furnicilor pot trimite sau primi informații
Comunicarea prin antene este binecunoscută, dar încă avem multe de învățat despre ea. În martie 2016, de exemplu, cercetătorii de la Universitatea din Melbourne au descoperit că furnicile nu numai că primesc informații prin antenele lor, ci le pot folosi și pentru a trimite semnale de ieșire. Aceasta este, se pare, prima dovadă că antenele servesc ca dispozitive de comunicare bidirecțională, nu doar ca receptoare.
„Antenele unei furnici sunt organele lor senzoriale principale, dar până acum nu am știut niciodată că ar putea fi folosite și pentru a trimite informații”, spune autorul studiului și studentul doctorand Qike Wang într-un comunicat de presă. „Ca oricine altcineva, am presupus că antenele erau doar receptori, dar natura ne poate încă surprinde.”
8. Furnicile au început să practice agricultura înainte de existența oamenilor
Furnicile se numără printre puținele animale cunoscute care cultivă plante și cresc animale, abilități pe care le-au stăpânit acum mai mult de 50 de milioane de ani. (Homo sapiens, prin comparație, a evoluat acum aproximativ 200.000 de ani și a început să practice agricultura doar în ultimii 12.000 de ani.)
Cel puțin 210 specii de furnici sunt fermieri de ciuperci, mestecând materie organică pentru a fertiliza culturile. Cele mai multe, cunoscute sub numele de attini inferioare, folosesc o varietate de materiale precum insecte moarte sau iarbă și formează colonii destul de mici într-o singură „grădină”. Attini superioare, inclusiv furnicile tăietoare de frunze, folosesc doar plante ca fertilizator și pot construi colonii masive cu milioane de furnici. Unele chiar își protejează culturile cu pesticide, crescând bacterii care produc antibiotice specializate pentru a suprima paraziții din grădina de ciuperci.
Multe specii de furnici cresc și animale. Afidele sunt un exemplu celebru, prețuite de furnici pentru roua de miere pe care o secretă după ce mănâncă sevă. Substanțele chimice de pe picioarele furnicilor țin afidele subjugate — și pot sabota creșterea aripilor afidelor pentru a preveni evadările — dar furnicile își recompensează și animalele. Le păstoresc și le transportă pe afide către plante noi, le protejează de prădători și precipitații și chiar au grijă de ouăle lor. Când furnicile regine pleacă pentru a începe o nouă colonie, se știe că poartă cu ele ouă de afide.
9. O „megacolonie” de furnici se întinde pe trei continente
Fiecare colonie de furnici este o minune a naturii, dar furnicile argentiniene au ridicat ștacheta. Specia este „unicolonială” — ceea ce înseamnă că indivizii se pot amesteca liber între cuiburi fizic separate — și după ce oamenii au introdus-o accidental pe cinci noi continente, și-a stabilit un imperiu. Această „megacolonie” intercontinentală constă din mai multe „supercolonii” regionale, fiecare fiind o rețea de cuiburi aliate, dar neconectate.
Cea mai mare supercolonie cunoscută, European Main, se întinde pe aproximativ 6.000 km (3.700 de mile) din Italia până în Portugalia. Alta, California Large, se întinde pe mai mult de 900 km (560 de mile) în vestul S.U.A. În ciuda distanței vaste dintre ele, ambele fac parte din același imperiu, spun oamenii de știință, împreună cu o a treia supercolonie în Japonia.
Cum știm? Furnicile sunt teritoriale și tind să se lupte cu membrii propriei specii dacă provin dintr-o altă colonie. Totuși, în timp ce supercoloniile includ multe cuiburi distincte, furnicile din cadrul unei supercolonii se tratează reciproc ca și familie — chiar dacă casele lor sunt departe. Oamenii de știință pot testa dimensiunea unei supercolonii (sau megacolonii) introducând furnici din aceeași specie de la distanțe din ce în ce mai mari până când se luptă.
„[E]norma extindere a acestei populații”, se minunează un studiu din 2009 despre megacolonia de furnici argentiniene, „este egalată doar de cea a societății umane.” Aceasta este o laudă înaltă, dar studiul subliniază, de asemenea, că aceste furnici s-au bazat pe transportul uman pentru a-și stabili imperiul. Și la fel ca oamenii, furnicile argentiniene sunt notorii pentru ravagiile pe care le provoacă atunci când ajung într-un nou ecosistem: specia invazivă obliterează adesea furnicile native și nu preia serviciile ecologice pe care le-au îndeplinit predecesorii săi.
10. Unele furnici își produc propriile antibiotice
Atât furnicile, cât și oamenii trebuie să facă față bolilor infecțioase cauzate de bacterii. Însă, în loc să meargă la un doctor sau farmacie, unele specii de furnici produc propriile medicamente antibiotice pe suprafața corpului lor. Această abilitate pare a fi mai comună la anumite tipuri de furnici decât la altele, potrivit unui studiu din 2018, dar speciile care își produc propriile antibiotice ar putea, potențial, să-și împărtășească secretele.
„Aceste descoperiri sugerează că furnicile ar putea fi o sursă viitoare de noi antibiotice pentru a ajuta la combaterea bolilor umane”, spune autorul principal și profesorul Clint Penick de la Universitatea de Stat din Arizona, într-un comunicat despre studiu, care a testat proprietățile antimicrobiene asociate cu 20 de specii de furnici. Penick și colegii săi au folosit un solvent pentru a îndepărta toate substanțele de pe suprafața corpului fiecărei furnici, apoi au introdus soluțiile rezultate într-o suspensie bacteriană. Douăsprezece dintre cele 20 de specii de furnici s-au dovedit a avea un fel de agent antimicrobian pe exoscheletele lor, au constatat cercetătorii, în timp ce celelalte opt specii nu au prezentat astfel de mijloace de apărare.
„Am crezut că fiecare specie de furnici va produce cel puțin un tip de antimicrobian”, spune Penick. „În schimb, pare că multe specii au găsit metode alternative de prevenire a infecțiilor care nu se bazează pe substanțe chimice antimicrobiene.”
Aceasta este încă o cercetare preliminară, notează autorii studiului, și a fost limitată de utilizarea unui singur agent bacterian. Vor fi necesare mai multe cercetări pentru a vedea cum răspund furnicile la o gamă mai largă de agenți patogeni bacterieni, notează aceștia.
11. Furnicile pot ridica de până la 5.000 de ori greutatea corpului lor
Poate ați auzit că furnicile pot căra de 10, 50 sau 100 de ori greutatea propriului corp. Oricare dintre acestea ar fi impresionant, chiar dacă o mare parte din forța lor se datorează corpului lor mic. Dar, potrivit unui studiu din 2014, furnicile pot ridica de fapt mult mai mult decât credeam: o cifră uluitoare de 3.400 până la 5.000 de ori greutatea propriului corp.
„Furnicile sunt sisteme mecanice impresionante — uluitoare, într-adevăr”, a declarat co-autorul și profesorul de inginerie Carlos Castro de la Universitatea de Stat din Ohio într-un comunicat. „Înainte de a începe, am făcut o estimare oarecum conservatoare că ar putea rezista la 1.000 de ori greutatea lor, și s-a dovedit a fi mult mai mult.”
Pentru a evalua forța furnicilor, cercetătorii au imagisticat gâturile insectelor cu un aparat micro-CT și le-au plasat într-o centrifugă special concepută. (Au folosit furnici de deal Allegheny, o specie comună din S.U.A., care nu este deosebit de cunoscută pentru forța sa.) În timp ce centrifuga simula presiunea purtării unei sarcini grele, scanările micro-CT au dezvăluit cum cară furnicile o greutate atât de mare: Fiecare parte a articulației cap-gât-torace are o textură diferită, cu structuri mici care seamănă cu umflături și fire de păr.
Aceste structuri la scară micro „ar putea regla modul în care țesutul moale și exoscheletul dur se unesc, pentru a minimiza stresul și a optimiza funcția mecanică”, a spus Castro. „Ar putea crea frecare, sau sprijini o parte mobilă de cealaltă.”
12. Furnicile îi pot ajuta pe fermieri să câștige bani
Oamenii văd adesea furnicile ca pe dăunători. Dar, potrivit unei analize de cercetare din 2015, anumite tipuri de furnici pot controla dăunătorii agricoli la fel de eficient ca pesticidele sintetice — cu avantajul suplimentar de a fi mai rentabile și, în general, mai sigure.
Analiza a acoperit peste 70 de studii despre zeci de dăunători agricoli, concentrându-se în principal pe efectele unui gen tropical, arboricol, cunoscut sub numele de furnicile țesătoare. Deoarece trăiesc în coroana copacilor gazdă, lângă fructele și florile care necesită protecție, furnicile țesătoare au o tendință naturală de a controla populațiile de dăunători în livezi.
Un studiu a constatat randamente cu 49% mai mari la arborii de caju păziți de furnicile țesătoare decât la arborii tratați cu pesticide. Fermierii au obținut, de asemenea, caju de calitate superioară de la arborii cu furnici, rezultând un venit net cu 71% mai mare. Nu toate culturile au înregistrat rezultate atât de spectaculoase, dar studiile pe peste 50 de dăunători au sugerat că furnicile pot proteja culturi precum cacaoa, citricele și uleiul de palmier cel puțin la fel de eficient ca pesticidele.
Și ajutorul horticol nu se limitează la furnicile țesătoare. Multe specii de furnici pot aduce beneficii fermierilor, grădinarilor și proprietarilor de case, în ciuda preferinței lor de a proteja afidele care se hrănesc cu sevă. Furnicile creează și aerează solul, de exemplu, iar populațiile sănătoase de furnici native pot regla diverși dăunători precum muștele, puricii și gândacii de bucătărie.
13. Coloniile folosesc diviziunea muncii
Oamenii de știință știu de ani de zile că furnicile lucrează bine împreună, fie că este vorba de construirea de poduri sau de adunarea hranei. Dar de ce pare că furnicile nu concurează niciodată una împotriva celeilalte pentru supraviețuire, precum alte animale sau chiar oamenii?
O echipă de cercetători de la Universitatea Rockefeller a studiat grupuri de furnici clonale raider timp de 40 de zile într-un laborator pentru a observa diviziunea muncii. Au ales aceste tipuri de furnici deoarece nu au o regină și se pot reproduce asexuat, ceea ce înseamnă că furnicile femele pot depune ouă fără a fi fertilizate.
Cercetătorii au luat mai multe colonii și au vopsit puncte colorate pe fiecare pentru identificare. Mărimile coloniilor au variat de la o singură furnică la 16, cu același număr de larve. Cercetătorii au observat că, cu cât o colonie era mai mare, cu atât diviziunea muncii era mai evidentă — chiar și pentru o colonie cu doar șase furnici.
„S-ar presupune că, cel puțin inițial, astfel de indivizi ar trebui să concureze pentru resurse, mai degrabă decât să își împartă sarcinile și să se completeze reciproc. Dar aici arătăm că chiar și grupuri mici de indivizi extrem de similari se pot descurca mult mai bine decât indivizii singuri și că diviziunea muncii poate apărea într-un mod auto-organizat practic imediat”, declară Daniel Kronauer, co-autor al studiului și profesor de evoluție socială la Universitatea Rockefeller, pentru Inverse. „Acesta nu este neapărat ceea ce m-aș fi așteptat, și implică faptul că viața în grup ar putea evolua destul de ușor.”
Echipa a concluzionat că furnicile nu au afișat neapărat un comportament individual, extrem de inteligent, ci mai degrabă abilități de rezolvare a problemelor distribuite uniform.
„Acest lucru înseamnă că proprietățile fascinante pe care le observăm la nivel de grup rezultă din interacțiuni locale între indivizi destul de simpli și mediul lor”, spune Kronauer. „Nicio furnică individuală nu deține un plan director despre ceea ce ar trebui să facă colonia.”
***
Avantajele și dezavantajele furnicilor variază mult în funcție de specie și de mediu — furnicile argentiniene sunt dăunători invazivi în multe locuri, de exemplu, dar o specie nativă importantă în unele păduri sud-americane. Majoritatea furnicilor aduc cel puțin beneficii indirecte oamenilor în habitatele lor naturale, având sarcini greu de observat, precum aerisirea solului și răspândirea semințelor plantelor. Ne pot ajuta, de asemenea, să ne îmbunătățim tehnologia prin biomimetică, de la comportamentul colectiv care informează robotica roiurilor la articulațiile gâtului care inspiră nave spațiale mai puternice.
Indiferent de context, însă, un lucru este cert: este o greșeală să trecem cu vederea furnicile.
