sabato, gennaio 03, 2009

Insetti sociali.


Le colonie di insetti sociali ci pongono davanti ad interrogativi stimolanti sulle capacità di adattamento delle rispettive colonie, e attirano l'attenzione di studiosi del comportamento animale che dedicano la propria attenzione non tanto ai singoli individui quanto alle società che essi formano, ed alle dinamiche di queste entità collettive.
In un recente libro dedicato alle abilità costruttive degli animali un noto biologo ha scritto a proposito delle api:
Le api domestiche sono state erroneamente considerate come un modello di controllo centralizzato di tipo socialistico, invece rappresentano un modello assai valido di libera impresa, della Mano Invisibile di Adam Smith che regola domanda e offerta.
J.L. Gould e C.G. Gould - L'architettura degli animali.
In breve, il titolo regale attribuito all'ape regina è abusivo: quell'insetto è vitale per l'alveare, ma quasi esclusivamente dal punto di vista riproduttivo, e non da un punto di vista organizzativo.
Gli studi del settore hanno mostrato ormai che la società delle api domestiche fa ricorso a metodi di comunicazione molto complicati e peculiari della specie per coordinare il comportamento collettivo verso il raggiungimento degli obiettivi di sopravvivenza e sviluppo della colonia. Questo vale nella ricerca del cibo (è famoso il rituale della danza della api bottinatrici), nella difesa del nido, nella costruzione e riparazione dell'alveare, nella produzione del miele, e in tutte le attività della colonia. Sempre citando Gould:
Il funzionamento dell'alveare è caratterizzato da uno stato di equilibrio dinamico. [...] Il risultato è una risposta graduale, modulata sulle necessità dell'entità più grande (l'alveare), sempre pronta a reagire in tempi brevissimi. Ma le api non sono provviste di sistema nervoso centrale: ogni creatura agisce in modo indipendente.
[...]
Un buon esempio di comportamento organizzato secondo queste direttrici è la regolazione della temperatura dell'alveare. Quando il calore all'interno dell'alveare è troppo elevato, le api fanno vibrare velocemente le ali per raffreddare l'ambiente; se invece fa freddo fanno vibrare i muscoli preposti al volo per generare calore corporeo.
J.L. Gould e C.G. Gould - L'architettura degli animali.
Possiamo affermare di trovarci di fronte a fenomeni emergenti: l'alveare, il comportamento collettivo della colonia, come risultato di comportamenti messi in atto a più basso livello, cioè su scala individuale, sulla base di regole semplici elaborate sulla base di informazioni locali.
Questo non è vero soltanto per le api, ma è riscontrabile per diverse altre specie di insetti sociali, come termiti e formiche.

Tipicamente le formiche usano strategie basate sul recruitment (reclutamento). Quando una formica trova del cibo, ne recluta altre, che a loro volta reclutano ancora altre formiche e così via.
[...]
Il recruitment può avvenire in diverse forme. In certune specie gli insetti comunicano direttamente con altri individui. Dopo che uno ha trovato del cibo, ritorna al nido e guida uno o più compagni alla fonte di nutrimento. In altre specie le formiche comunicano indirettamente, attraverso un feromone chimico - un processo che prende il nome di mass recruitment. Dopo aver trovato del cibo, una formica ritorna al nido rilasciando lungo il percorso tracce feromoniche. [...] Quando altre formiche percepiscono la pista feromonica la seguono fino alla fonte di cibo. Quindi anche esse fanno ritorno al nido secernendo feromone che rinforza la pista. In poco tempo si costituisce una traccia intensa tra nido e cibo con centinaia di formiche che fanno avanti e indietro.
[...]
E' come se un qualche leader del nido avesse messo in atto un piano per raccogliere il cibo in modo sistematico e sequenziale. Ma naturalmente non c'è alcun leader. Il comportamento sequenziale di alto livello emerge interamente da interazioni parallele di basso livello.
Mitchel Resnick - Turtles, Termites and Traffic Jams.
Il semplice rilascio di una traccia feromonica è in condizione di innescare un comportamento di massa efficiente per il raggiungimento dell'obiettivo: in questo caso il foraggiamento della colonia. Questo tipo di dinamica rappresenta la versione delle formiche della chemiotassi che abbiamo visto a proposito del dictyostelium discoideum.
E' evidente che siamo di fronte ad un percorso evolutivo che ha premiato l'organizzazione collettiva rispetto all'azione individuale ed a-sociale di tantissime altre specie. Naturalmente ciò deve essere avvenuto con costi che hanno accompagnato i benefici di questo tipo di società animali, altrimenti oggi ci troveremmo con soli insetti sociali, mentre sono molte di più le specie solitarie. Come l'evoluzione abbia trovato la strada per la socialità di animali così poco complessi (se confrontati con i grandi animali) è un mistero affascinante. E lo ha fatto almeno una dozzina di volte in modo indipendente soltanto tra gli insetti che conosciamo.

Oltre api e formiche, le termiti sono un'altra specie che gode dell'attenzione a volte meravigliata non soltanto dei biologi, a questo punto, ma anche degli studiosi della complessità e dell'organizzazione. I termitai, le colonie delle termiti, sfidano le capacità umane di ingegneria edile e civile:
Centinaia di migliaia di lavoratori ciechi cooperano in qualche modo alla realizzazione di queste opere: il lavoro procede rapidamente, come se si fosse in presenza di un architetto e di capisquadra, ma i progetti sembrano ammettere la costruzione di svariati edifici molto differenti tra loro. Sembra che questo risultato sia ottenibile solo mediante quel tipo di controllo dinamico (o conflitto creativo) che abbiamo visto all'opera nelle costruzioni delle api domestiche, nel loro sistema di regolazione della temperatura e quando lavorano, sciamano o danzano - cioè mediante quel bilanciamento in tempo reale che, senza dubbio, regola il comportamento degli insetti sociali più difficili da studiare.
J.L. Gould e C.G. Gould - L'architettura degli animali.
E il lavoro febbrile è eseguito non soltanto senza un progetto, ma senza la possibilità di costruire una rappresentazione dell'ambiente circostante che vada al di là di una scala locale rapportata alle dimensioni fisiche dell'insetto:

Nel cantiere delle termiti non c'è un direttore lavori, nessuno responsabile del progetto principale. Invece, ciascuna termite esegue un compito relativamente semplice. le termiti sono praticamente cieche, quindi esse devono interagire tra loro (e con l'ambiente circostante) principalmente attraverso il loro senso del tatto e del olfatto. Ma da interazioni locali tra migliaia di termiti, emergono strutture impressionanti.
Mitchel Resnick - Turtles, Termites and Traffic Jams.

Molta strada deve essere ancora fatta nella ricerca della comprensione delle dinamiche delle colonie di insetti sociali, e del modo in cui da comportamenti di basso livello eseguiti da agenti dotati di limitate capacità di rappresentazione dell'ambiente circostante e di elaborazione delle informazioni in loro possesso emergano organizzazioni altamente efficienti ed adattative nel proprio contesto ambientale.
Oggi, con l'uso di modelli informatici quali gli automi cellulari, sappiamo che dinamiche ordinate e regolari ad una scala possono emergere in modo non accidentale ma sistematico da routine semplici che hanno luogo a scale inferiori: iniziamo a non essere più sorpresi, ma non possiamo certo scambiare il comportamento di un modello con una realtà biologica evolutiva che non ci ha ancora svelato i suoi misteri.

1 commento:

azazelcaos ha detto...

Nella società insetto dovremmo preoccuparci dei ragni che vorranno stringerci addosso la loro rete quindi dovremmo essere capaci di costruire noi stessi il nostro alveare.

Azazel