Colonias de hormigas reales y virtuales

Formica fusca

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Las hormigas, himenópteros emparentados con las avispas, son insectos sociales. Un hormiguero o colonia de hormigas puede contener, desde unas docenas de individuos, hasta más de medio millón. El número de castas varía, según la especie, entre tres (machos y hembras fecundos, obreras o hembras estériles) y más de veinte. La alimentación que recibe una larva decide la casta a la que pertenecerá.

Entre las hormigas han surgido extrañas formas de parasitismo, como en las amazonas (Polyergus), cuyas obreras se especializan para la lucha y mueren de hambre, en presencia de comida, a menos que una obrera de la especie Formica fusca las alimente. Para apoderarse de esos auxiliares, las amazonas atacan los nidos de Formica fusca, matan a su reina y esclavizan a las obreras. En casos extremos, como las hormigas del género Anergates, la reina invade un nido del género Tetramorium, suplanta a su reina, y alimentada por las obreras de la otra especie, produce huevos que se convierten en reinas y machos, sin generar obreras propias, pues no las necesita.

Es probable que la evolución haya alcanzado en los insectos  sociales las más altas cotas de complicación instintiva que se pueden lograr con un sistema nervioso tan limitado como el de los artrópodos. En las decenas de millones de años transcurridos desde el origen de estas sociedades, la evolución sólo ha introducido cambios secundarios, que han dado lugar a una gran diversidad: hay más de tres mil especies de hormigas, pero no parece haber habido avances en su estructura social. Son animales de gran éxito, muy abundantes y extendidos por todo el mundo, pero estancados.

Rastro de hormigas

Un hormiguero se comporta casi como un individuo, funciona como un organismo de orden superior. Cada miembro sólo puede vivir en contacto con los demás. Si una hormiga se pierde, muere en poco tiempo. Si encuentra otro hormiguero, aun de la misma especie, no podrá incorporarse a él, porque su olor impedirá que sea aceptada.

En un experimento de vida artificial realizado por mí y Juan de Lara, analizamos cómo actúa la evolución a dos niveles simultáneamente. Los organismos con los que trabajamos se parecen a las hormigas y sus hormigueros, pero no son idénticas. Las llamamos vants (virtual ants)

Las vants viven juntas en un hormiguero virtual (vanthill) y exhiben una conducta bastante compleja. Al nacer, se les asigna una duración de vida prevista, que puede cambiar en función de su actividad. Inicialmente hay un solo hormiguero, situado en un territorio bidimensional por el que las vants pueden desplazarse. En ese territorio están desperdigadas cierto número de fuentes de comida, que las vants pueden consumir y acumular. El ciclo de vida de una vant puede resumirse así:

1. Abandona el hormiguero y busca comida, moviéndose aleatoriamente por el territorio. Si no la encuentra, abandona la búsqueda, regresa al hormiguero por el camino más corto y descansa. Luego vuelve a salir.
2. Si encuentra comida, lleva una parte al hormiguero por el camino más corto. Al llegar, consume parte de la comida (lo que aumenta la duración prevista de su vida) y deja el resto en el hormiguero. Si en ese momento hay al menos otra vant en el hormiguero y éste contiene suficiente comida, ambas pueden reproducirse. Las vants hijas heredan los genes de sus padres, salvo por la acción de dos operadores genéticos: mutación (cambio aleatorio de algún gen) y recombinación (barajamiento de los genes de ambos progenitores).
3. Tras descansar en el hormiguero, la vant lo abandona y vuelve por el camino más corto al lugar donde encontró comida la última vez que salió. Si todavía queda comida, se aplica de nuevo el paso 2. En caso contrario, la vant busca, como en el paso 1. Cuando una fuente de comida se agota, desaparece, pero inmediatamente aparece otra nueva en una posición aleatoria.
4. Cuando una vant que sabe dónde hay comida, ya sea porque la encontró en un paso anterior, o porque vuelve cargada al hormiguero, se encuentra con otra vant del mismo hormiguero que no sabe dónde hay comida, puede actuar de varias maneras: a) Puede negarse a decirle dónde hay comida. b) Puede decirle dónde puede encontrarla, pero al hacerlo puede decir la verdad o engañarla de diversas formas. A su vez, la vant que ha recibido información puede creerla o no. Esta conducta está controlada por sus genes.
5. Cuando el número de vants de un hormiguero rebasa un límite y hay bastante comida, la mitad de las vants emigra y construye otro hormiguero. Cuando dos vants de distintos hormigueros se encuentran, pueden actuar así: a) Ignorándose. b) La vant más fuerte puede quitarle la comida a la otra. c) La vant más fuerte puede matar a la otra y utilizarla como alimento.
6. Cuando una vant llega al límite de su lapso vital, muere. Cuando el número de vants de un hormiguero es menor que un umbral, el hormiguero desaparece.

Las vants de un hormiguero compiten a dos niveles por la comida: en primer lugar, contra las de otros hormigueros, porque la cantidad disponible es limitada y hay que repartirla. En segundo lugar, contra las de su hormiguero, pues la que consiga más comida alargará la duración de su vida y tendrá más oportunidades de reproducirse.

La figura adjunta muestra un instante durante una de las ejecuciones de este programa de vida artificial. La letra a representa vants que no saben dónde está la comida y están buscando. La letra k corresponde a vants que saben dónde está la comida y van a buscarla. La letra b representa vants que regresan con comida al hormiguero. La letra A representa el hormiguero. Obsérvese que las vants que saben dónde está la comida y las que vuelven forman regueros, como las hormigas de verdad.

Los resultados de esta simulación son sorprendentes. Mientras hay un solo hormiguero, se selecciona positivamente el rasgo genético que impulsa a las vants a mentir a sus compañeras cuando podrían decirles dónde está la comida. Es evidente por qué: la vant que miente se reserva la posición donde encontró comida, por lo que es más probable que la vuelva a encontrar la próxima vez que visite el lugar. Si dice a sus compañeras dónde está, la compartirán y se agotará antes, por lo que al volver podría no encontrarla. Aquí la selección favorece el comportamiento egoísta.

En cambio, cuando varios hormigueros compiten unos con otros, la selección favorece el comportamiento altruista, haciendo proliferar a las vants cuyos genes les impulsan a decir la verdad. También parece evidente por qué: si una vant de un hormiguero insiste en comportarse de forma egoísta, alargará su vida, pero a costa de la de sus compañeras, y cuando su número descienda por debajo del umbral, el hormiguero desaparecerá.

Vemos, por tanto, que la selección natural favorece el comportamiento egoísta de los seres del nivel inferior mientras no existan varios individuos del nivel superior, pero en caso contrario favorece el comportamiento altruista. En estos experimentos hemos partido de la existencia previa de ambos niveles, el de la vant individual y el del hormiguero. Queda pendiente el problema de cómo puede aparecer el nivel superior a partir de un entorno en el que sólo existan individuos del nivel inferior.

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Manuel Alfonseca