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Hormigueros: Mega-Ciudades Bajo el Suelo (Estructuras que Remozan Suelo y Regolitos)

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Estructura de un Hormiguero. Fuente: Google Images

Las hormigas agricultoras popularmente denominadas  “cortadoras de hojas” o atinas, han recibido bastante atención en documentales y otros medios de comunicación, en contra de lo que suele ocurrir con otros insectos del suelo de pequeño tamaño.  Generalmente se ha realizado mucho hincapié en sus casi militares columnas de obreras que acarrean trozos de hojas camino de los hormigueros. Sin embargo, como hemos ido viendo en esta serie de post que terminamos con la presente entrega, tal imagen es la punta del iceberg de una de las sociedades de animales más complejas del Planeta. Recordemos  que, Atta sexdens, habita en las Américas ,donde como ya describimos en  otro post pueden causar gravísimas pérdidas económicas en las producciones agrarias. Sus hormigueros o nidos resultan ser de los más complejos, pudiéndose equiparar a mega-estructuras urbanas en el seno del medio edáfico. Con vistas a edificarlas, las “Atinas” mueven toneladas de suelo hasta más de seis metros de profundidad, realizando una gigantesca  labor de bioturbación que homogeneizan los horizontes del perfil, mejorando la fertilidad de los suelos.  Posiblemente sea una de las principales especies que evitan la formación de horizontes en muchos suelos tropicales (como los Nitisoles y Ferralsoles/Oxisoles), sin descartar a otras especies y las termitas, de las que ya hablamos al analizar las Sabanas Africanas. Como relata Tim Flannery en el libro que lleva por título “Aquí en la Tierra” esta especie de hormigas y alguna otra, a las que se atribuye el ambiguo vocablo de superorganismos,  podría considerarse, desde algunos puntos de vista, que alcanzan el tamaño de los mayores mamíferos que aún viven sobre la faz de la Tierra, como por ejemplo, elefantes, cachalotes  y las ballenas. Atta sexdens, por ejemplo, puede remover para construir su hormiguero cuarenta toneladas de tierra. Tal urbe puede albergar hasta ocho millones de individuos-hormiga. Como más abajo os mostraré estas estructuras subterráneas alcanzan extensiones muy considerables, superando los 100 m2 bajo el suelo, pudiendo estar habitadas durante 20-50 años, siendo muy resistentes a las perturbaciones y catástrofes naturales que azotan a la parte aérea de los ecosistemas en los que residen. Si nos atenemos a estas cifras, extensión/ duración/profundidad y emigración y las extrapolamos a otros lares, no debe extrañar que puedan considerarse la gran bioturbación de los ambientes en donde moran, evitando una horizonación del perfil del suelo, que como ya vimos en otro post empobrecería la fertilidad de las coberturas edáficas. En otras palabras los hormigueros de este tamaño airean el suelo a través de sus túneles y cámaras, lo enriquecen en nutrientes, tanto por incorporar la biomasa foliar aludida, como por acumular sus desechos y desperdicios en ciertas cámaras del nido que les sirven para tales fines. Así pues, el poder de reciclado de tales edificios subterráneos es formidable, devolviéndose lo que se les secuestra a las plantas y ecosistemas en general con creces. Se puede considerar a las hormigas Atinas y otras especies similares como importantísimos herbívoros de las selvas neotropicales, ya que consumen entre el 12-17% de su biomasa foliar. Y así Tim Flannery valora que el consumo de un hormiguero equivale al de un gran herbívoro, como por ejemplo un ejemplar vacuno. Este autor también evalúa, que el éxito social de estos insectos sociales como un superorganismo  (cada nido) en los biomas tropicales/subtropicales es tal como para que su biomasa suponga aproximadamente el 30% de toda la animal que contienen algunas selvas brasileñas que han servido a la hora de realizar estos cálculos.

Una vez más Tim Flannery  nos informa como los científicos, han intentado cuantificar el metabolismo de tales estructuras, estimando las cantidades de CO2 que emiten, al estilo de la respiración de los humanos. Es de esperar que tal medida nos ofrezca una idea del trabajo que desempeñan sus individuos o lo que es lo mismo, el conjunto de este superorganismo. Al parecer, si en las colonias de un hormiguero, se experimentaban algún tipo de conflicto entre  sus individuos (como por ejemplo cuando alguno de ellos pretende alcanzar la hegemonía sexual),  el CO2 se disparaba respecto al habitual en los más prolongados periodos de calma, es decir en los que impera el orden social. No obstante también llegaron a la conclusión de que tras desaparecer una hormiga reina, las emisiones de CO2, caían con rapidez, permaneciendo en tal estado por algunas horas, como si, en términos metafóricos, experimentaran algún tipo de duelo (francamente tal proyección antropomórfica se me antoja más que atrevida.

Os dejamos pues con ciertos pasajes de Wikipedia que dan cuenta de la gran complejidad estructural de los hormigueros, repletos de cámaras y túneles con distintas funciones y que evitan la contaminación de sus estructuras, sin ser exhaustivos.  

Juan José Ibáñez

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Insectos Sociales y Sociedades Humanas (algunos datos comparativos)

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Algunas estructuras de las colonias de hormigas. Fuente: Google images

Ya os hemos comentado la estructura y comportamiento de las asombrosas sociedades de las hormigas cortadoras de hojas en post precedentes (ver relación al final de esta entrega). Las ciencias de la complejidad nos informan que un sistema regido por reglas muy simples puede dar lugar a comportamientos extremadamente complejos. Probablemente este sea el caso. Sin embargo por la mis razón, podríamos alegar algo parecido en lo que respecta a la evolución de las sociedades humanas. Sea cual sea el proceso,  estos insectos sociales comenzaron llamar la atención de los expertos como mínimo desde los inicios del siglo XX, atribuyendose al sudafricano Eugéne Nielen Marais los primeros estudios serios (aunque cargados de paralelismos excesivamente antropomórficos) acerca de las similitudes entre los seres humanos  y las sociedades de hormigas.  Tim Flannery, en el libro quelleva por título “Aquí en la Tierra” nos resume un poco la historia. Lamentablemente existen muy pocas fuentes en Internet-castellano sobre este pionero, si bien cabe mentar que él estudió principalmente las termitas, que no las hormigas, aunque la diferencia sea escasa.

Marais fue, al parecer, el primero en considerar que la sociedad de las termitas en sus colonias-Estado alcanzaba tal grado de coordinación como para desarrollar una “psique” cuyo entendimiento iba mucho más allá de la que podía alcanzarse con nuestros propios sentidos. Sin embargo Eugenio asignó a la reina el papel  constituir su cerebro social, cuando en realidad se ha demostrado que no es así.  Marais tuvo que llevar a cabo muchos intentos fallidos antes de poder penetrar en la “cámara real” con el permiso inconsciente de las obreras y soldados. Tim relata, la historia, posiblemente, a partir de la lectura del libro de este naturalista que llevaba por título  The Soul of the White Ant” [El alma de la hormiga blanca]. Según nos narra, el sudafricano Eugéne Nielen Marais redactó sus observaciones comparando los termiteros con un cuerpo humano en donde diversas castas, como las obreras y soldados, se comportaban al estilo de las células sanguíneas mientras que reyes y reinas lo hacían a modo de esperma y óvulos.

Cuando, tras cientos de intentos, finalmente penetró en la cámara real, Marais escribía como si hubiera retirado un trozo del cráneo humano, y describía la enorme y palpitante termita reina como un cerebro viviente y en funcionamiento. En realidad, la idea ya implícita de superorganismo debe entenderse como una estructura organizativa intermedia entre la de los ecosistemas y los cuerpos de los organismos pluricelulares. No obstante hoy también sabemos que estos últimos también son organismos-ecosistemas, por lo que cualquier conceptualización se complica (una estructura fractal anidada).  Tan solo podemos decir pues que la coevolución conduce a la trivial expresión de que el todo es más que la suma de las partes, lo cual no aporta nada relevante que no se conozca desde hace mucho tiempo.

Os venimos narrando que estas sociedades de insectos, asombrosamente complejas, son sustentables, desarrollando una agricultura “ecológica”, bastante más sofisticada que la que actualmente lleva a cabo el ser humanos, más estable y resiliente, así como que para conseguir tal fin hacen uso de otras especies, y sea directamente o de sus actividades y productos químicos. Es decir, el funcionamiento de una colonia de estas especies demanda la domesticación de otros seres vivos, como bacterias, hongos, etc. Y así hacen uso de antibióticos (pesticidas) tanto para evitar las plagas de sus cultivos de invernadero subterráneos sobre sustratos artificiales, pero también en beneficio de su propio sistema sanitario (medicamentos profilácticos).  Abajo os damos más detalles sobre este tema extrayendo algunos fragmentos de Wikipedia. Del mismo modo, usan bacterias del suelo fijadores de nitrógeno evitando la aplicación de enmiendas inorgánicas. La capacidad de reciclado también es ostensiblemente superior a la humana, por reutilizar los matrailes de desecho que acumulan en los propios vertederos insertos en las colonias. Sin embargo, allá no almacenan sus heces, sino que estas son reutilizadas inmediatamente en el mantenimiento de los sustratos para el desarrollo vegetal de sus enormes huertos artificiales-invernaderos de hongos. Es decir, el abono resulta ser puramente orgánico.

La principal diferencia entre ellas y nosotros reside en que sus individuos son autómatas, sin aparente consciencia y menos aún libre albedrio. Cualquier comparación entre nuestras ciudades y sus nidos bajo el suelo demanda que tengamos en cuenta las respectivas diferencias de tamaño. En este sentido, en  Wikipedia se dice al respecto: (i) La longitud de sus caravanas de forrajeras sería de 15 km; (ii) Las hormigas forrajeras viajarían a 26 km por hora levando cargas de 300 kg; (iii) La colonia sería de un km de profundidad; y (iv) Una colonia de A. sexdens madura tendría 3 billones (3.000.000.000.000) de neuronas, 30 veces las presentes en un cerebro humano. Obviamente, por ejemplo, no disponemos de tecnologías para construir edificios de un kilómetro de altura y menos aún redes neuronales (naturales o artificiales) tan extensas y potentes.

Ya  describimos también como la especialización del trabajo que atesoran, pareciera haber seguido al pie de la letra la teoría Económica de Adam Smith. Tal hecho es digno de estudiarse en profundidad, por ya que resulta extremadamente rara en otros taxones.   

Tim Flannery, aprovecha  su descripción para advertirnos contra los nacionalismos (mal entendidos), fuente de los conflictos y guerras que han jalonado incesantemente la historia de la humanidad. Empero actualmente y como ya anticipamos, al pasar como especies invasores desde sur o mesoamárica a USA, algo ocurrió y sus sociedades se están globalizando en “lo social”. Este será el tema de nuestro último post.

Tim también abunda en las similitudes que surgen al comparar las colonias de hormigas y termitas con las sociedades humanas. Por ejemplo, algunas de las denominadas castas (quizás un térmico poco afortunado) se ven obligadas a llevar a cabo más de un trabajo (pluriempleo), generalmente de bajo estatus y viéndose sus movimientos y trayectorias restringidas por otros individuos de la colonia (es decir que algunas son esclavizadas o explotadas por otras). Este sería el caso por ejemplo, de las empleadas en los vertederos de basura, por cuanto otras “castas”  reaccionan ferozmente a los pestilentes hedores que impregnan durante largo tiempo a estas humildes “obreras” que no tienen acceso a ningún tipo de ducha. En fin sin comentarios……   os dejamos pues con los aludidos comentarios adicionales de Wikipedia.

Juan José Ibáñez     

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La Comunicación de las Hormigas, Inteligencia Distributiva y La división del Trabajo (y la Teoría Económica de Adam Smith)

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División del trabajo y división del tamaño en las hormigas cortadoras de hojas. Fuente: Bioblogs by Biotunes

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Hormiga guardaespaldas de hormiga transportadora. Fuente: About Education

Las sociedades complejas de las  hormigas, como las humanas, necesitan una comunicación permanente y coordinada entre sus individuos.  Sin embargo, ellas no disponen de un lenguaje como el de los humanos, además de que la inteligencia social resulta ser de tipo distributivo, actuando sus componentes como autómatas¿Cómo consiguen pues comunicarse?. La respuesta es simple, vía química. Basta un grupo de sustancias denominadas feromonas, para que cada una de ellas, y/o sus correspondientes combinaciones, puedan llegar a generar un conjunto de instrucciones altamente complejo. Estos productos químicos resultan ser enormemente potentes y efectivos incluso a muy pequeñas concentraciones. En conclusión, toda su vida social se encuentra insertada en los genes, mientas que el libre albedrío les resulta ajeno. De acuerdo a la obra de Tim Flannery, que lleva por título “Aquí en la Tierra” se han descubierto más de 40 glándulas distintas que producen feromonas en este grupo de insectos, por lo que forman parte de su acervo etológico. Obviamente cada especie atesora un número reducido de ellas, a pesar de lo cual son suficientes como para permitir comportamientos muy complejos. Así por ejemplo, las peligrosas y conocidas hormigas del fuego, que también viven en el suelo, disponen en su arsenal comunicativo de 18 feromonas distintas, suficientes para emitir/recibir una gran variedad de señales entre los individuos que constituyen el nido. 

Las hormigas, van dispersando rastro de feromonas conforme viajan en busca de alimento u otras actividades. Cuanto más individuos sigan la misma trayectoria tanto más se amplificará la señal, dado que la concentración de feromonas aumenta. Finalmente, si el trayecto es fructífero el caminito devendrá en autopista para sus congéneres, esos senderos observables en la superficie del suelo, pero que por su tamaño relativo respecto a los individuos que transitan deben ser percibidas por estos últimos como surcos tridimensionales. En el caso de las hormigas atinas o cortadoras de hojas, las feromonas marcan direcciones con distintos fines, como los que conducen al alimento, su regreso al nido, o las vías para depositar los restos desechables de la colonia en cámaras de desperdicios, es decir en genuinos vertederos. Si por cualquier razón se interrumpe el rastro, los individuos se desconciertan, retroceden por el sendero previamente transitado o simplemente comienzan a vagar sin rumbo fijo: no saben que hacer sin la información de las feromonas. Tim expresa este comportamiento y la función de las mentadas sustancias químicas mediante la siguiente metáfora. Basta con un  miligramo de una de estos potentes compuestos para guiar a las obreras hasta los emplazamientos en donde cortan los trocitos de hojas. Un miligramo de tal comunicador químico bastaría para construir una autopista que diera la vuelta a la Tierra ¡60 veces!, Pero recordar el comportamiento del nido puede considerarse organizado e inteligente, que no así el de cada individuo ya que no son más que meros autómatas (no puede denominarse consciencia tal cual la entendemos los humanos).  Tal clase de inteligencia colectiva puede denominarse distributiva, colaborativa o emergente, sin que los expertos alcancen un consenso sobre la definición y esencia de la misma.   No existe una ubicación conocida de este cerebro social y, contrariamente a la creencia popular, no se ubica en la casta de las reinas,  Curiosamente muchas decisiones de la colonia, pueden  considerarse, en cierto modo, como democrático-participativas, que no representativas. Conforme  a TimFlannery, tal hecho resulta palmario cuando, debido a alguna circunstancia, el conjunto de la colonia debe cambiar de ubicación. En este último caso, ningún individuo por sí solo, seleccionará el nuevo emplazamiento, sino que mediante el denominado  teorema de la aguja de Buffon” todos participarán, siendo finalmente elegido, conforme a la proporción sus tránsitos hacia los enclaves potencialmente seleccionables. Cuanto más individuos transcurran por uno un lugar o camino, tantas más posibilidades tendrá este de ser seleccionado para la construcción del nuevo “edificio colonial”, ya que la concentración de la feromona implicada en este objetivo será mayor.  De aquí que hablemos de democracia colectivo-participativa, que no representativa, “sin dar lugar a corrupciones” como en las sociedades humanas y esto a pesar de  su limitadísima inteligencia. Reiteremos pues que nos encontramos ante  decisiones totalmente colectiva que dotan de esa difusa inteligencia al hormiguero, que no a sus miembros. ¡Materia de reflexión para los superdotados humanos!. Y así todas las hormigas se sintonizan al unísono transportando la enorme reina, huevos, larvas, etc., hacia un enclave mejor en donde alzarán su nueva ciudad-estado en beneficio de todo el colectivo.

En donde el tamaño sí importa se produce enn la división del trabajo (y la Teoría Economica de Adam Smith: “La riqueza de las naciones” de ).

Pero atender que aquí describimos lo más sorprendente……

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Superorganismos y Sociobiología: Una Perspectiva Tenebrosamente Inquietante

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Superorganismo y el cebero global. Fuente Jeff Sayre.com

Vamos a iniciar sobre una serie de post sobre el universo de unos insectos sociales que viven bajo el suelo, incluyendo sus repercusiones sobre el medio edáfico y los ecosistemas en los que habitan. Sin embargo advertimos a los lectores interesados por el tema que no se dejen fascinar por el asombroso mundo de las hormigas, es decir que sean muy prudentes a la hora de compararlad con las sociedades humanas. En este primer post analizo el dilema y controversia.

Superorganismo, me resulta una palabra tan atractiva y fascinante como inquietante y tenebrosa. Todo depende del cristal con que se mire. Obviamente existen excepciones que confirman la regla. Así, por ejemplo, la Hipótesis Gaia es sugerente en mi opinión, aunque la considero una cosmovisión, que no una hipótesis y menos aún una teoría científica. Sin embargo la popularidad del palabro que analizamos hoy surgió esencialmente del estudio de los insectos sociales, adquiriendo un gran protagonismo por el auge de la sociobiología. Y resulta que el proponente de este última disciplina no es ni más ni menos que un estudioso de los insectos sociales, Edward Osborne Wilson, que con su monografía. Sociobiology: The New Synthesis, publicado en 1975, generó una enorme polémica. Por aquellos tiempos yo me encontraba aun realizando mis estudios universitarios. Al menos en Europa, muchos expertos clamaron que se trataba de una ideología fascista, y en parte creo que andaban cargados de razón. Investigadores norteamericanos de la talla de Stephen Jay Gould eran de la misma opinión. Aunque en Wikipedia se menciona más a los críticos norteamericanos, en su momento, los ataques más duros  contra Wilson llegaron desde Europa.

Unos diez años después, el gran éxito divulgativo de los libros redactados por Richard Dawkins, terminaron por lograr que la sociobiología adquiriera una mayor popularidad entre los investigadores jóvenes.  No resulta extraño en la historia de le ciencia demostrar que algunos de los seguidores de una determinada ideología, teoría o hipótesis (según  proceda) resulten ser mucho más radicales en su defensa que los propios progenitores, como por ejemplo, fue el caso de Wallace ante Darwin. Y así surgió de este último caso el denominado Darvinismo Social. De hecho, las raíces del fascismo y del hoy denominado darvinismo social, efectivamente precedieron Darwin. Don Carlos tan solo postuló una teoría, basada en evidencias científicas que, según algunos, justificaba una ideología que  a la postre, en manos de Hitler, dio paso a la segunda guerra mundial.  Y es que en la Inglaterra del Siglo XIX el pensamiento cuasi-fascista afectaba a numerosos intelectuales. Como mentamos, actualmente, algunos “pensadores” defienden que el  Darvinismo social precedió a la propia teoría de la Evolución desarrollada por Carlitos. En aquella Inglaterra victoriana algunos intelectuales e incluso reputados científicos, como lo fue  Ronald Aylmer Fisher, consideraban que había que acabar con borrachos, vagos y maleantes, ya que eran una excrecencia que ralentizaba el progreso y pudrían. A lo largo de mi vida he leído textos en los que se denunciaba como los intelectuales del Nacional Socialismo Alemán no lograban comprender como Inglaterra rachazaba colaborar con Hitler, narrándose varios sucesos históricos que a la postre se han querido silenciar, en la medida de lo posible.

Reitero, que son muchos, los que como Stephen Jay Gould, consideran que existe una estrecha relación entre la Sociobiología, con el radical determinismo biológico inherente a esta última teoría fascinerosa. De ahí que la aparición de la obra de Wilson despertara ampollas entre muchos intelectuales y científicos europeos, ya que no hablamos de una teoría científica en sentido estricto, como acertadamente apunta la Wikipedia en español.

Reitero que los tiempos han cambiado, pero aunque se diga lo contrario, el ciudadano europeo medio es menos propenso al análisis crítico de la evolución social y la defensa de las libertades individuales que en las décadas que siguieron a la ya mentada conflagración mundial. De ahí que la Sociobiología les parezca a muchos una propuesta inocua, cuando otros pensamos lo contrario.

Empero la idea del Superorganismo reiteremos que procede esencialmente del estudio de los insectos sociales, muchos de los cuales han evolucionado y viven en el seno del uelo. Ya hemos editado varios post al respecto, cuya relación añado al final de este post. Sin ninguna duda, el mundo de estos insectos, como termitas y hormigas, resulta asombroso e intrigante. Y en una serie de entregas de la que esta es la primera iremos abundando sobre el tema partiendo como en otra ocasión del libro redactado por Tim Flannery y que lleva por título “Aquí en la Tierra”. Abundaremos de nuevo en la biología del suelo, para mostrar que existen en ella unas sociedades que, desde muchos puntos de vista, rivalizan con las humanas hasta puntos asombrosos. Así por ejemplo, expondremos como en el universo de las hormigas existe una evolución que atesora un fuerte paralelismo con la secuencia: Paleolítico-Neolítico-Estados-Civilizaciones Modernas. La fascinación por estas criaturas fue la mecha que encendió la Sociobiología de Wilson. Sin embargo, y aun aceptando que se trata de sociedades asombrosas que han logrado un gran éxito evolutivo, debo recalcar que estos insectos sacrifican su individualidad por el bien común hasta sus últimas consecuencias. Resulta tentador y  a la par factible extraer enseñanzas de estas comunidades de animalitos de cara al progreso de la humanidad. Ahora bien, a casi nadie nos gustaría perder nuestra identidad individual, para convertirnos en meros zombis cuasi-descerebrados de un superorganismo, por mucho que le llamemos  civilización o post-civilización. Empero tal cómo deriva la evolución social humana actualmente me surgen ciertos temores. No achacaré esta vez toda la responsabilidad al ultra-neoliberalismo económico imperante, por cuanto también en las sociedades estrictamente comunistas del Siglo XX, en aras del bien común, se llevaron a cabo más que amagos para anular a ese individuo identitario y consciente que nos aterra que sea finalmente abducido por un superorganismo.  Para aquellos “seriéfilos”, es decir a los que les gusten series televisivas, como la  de  Star trek, cabría mentar que una sociedad humana, ultra-tecnológica, que siguiera las “el padre nuestro” de la sociobiología de los insectos se asemejaría bastante a la de los tenebrosos Borg.

Veamos pues que suele entenderse por superorganismo…..

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Ingenieros del suelo y ecología de la restauración de las praderas

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Praderas americanas (sello de correos). Fuente: hormigas.org

 Ya hemos hablado en numerosas ocasiones de los ingenieros del suelo, con especial atención a hormigas, termitas y lombrices.  En nuestra categoría biología y ecología del suelo, podéis encontrar abundante material. Por un lado, los edafólogos intentan detectar y proponer que taxa biológicos pueden ser indicadores de la calidad del suelo, mientras que por otro los ecólogos indagan sobre posibles factores bióticos y abióticos que puedan servir para monitorizar como los ecosistemas se recuperan o degradan tras el impacto humano (ecología de la restauración). Habría mucho que decir sobre estos temas. Existen especies en el medio edáficos que son ubicuas en todos los suelos del mundo, mientras que otras tan solo aparecen bajo ciertas condiciones. Biotaxa como los nematodos, colémbolos etc., pertenecen al primer grupo, mientras que los ingenieros del suelo suelen serlo al segundo. Muy a menudo estos últimos resultan ser de gran tamaño y más fáciles de extraer e identificar, pero tan solo aportan información de los ambientes concretos en donde habitan, no siendo extrapolables a otros.

Lamentablemente en el mundo anglosajón, que adora a su “Dios Darwin”, pretenden imponer el uso de las lombrices como el mejor de los indicadores a nivel universal, cuando en realidad no se presentan en muchos ambientes. Se trata de una iniciativa/actitud que oscila entre el nacionalismo mal entendido y la obsesión/divinización de todo dicho y hecho por Carlitos Darwin. Mal ejemplo para la ciencia. Pero vayamos al asunto.  

Investigaciones recientes señalan que en las praderas americanas, o en parte de ellas, la diversidad de hormigas puede ser utilizada como indicadora de la restauración (recuperación) de las praderas degradadas y sus suelos. No entraremos aquí a buscar las razones (algunas son aportadas por la nota de prensa que os reproduzco abajo) ya que hemos abundado en este asunto hasta la saciedad en la categoría previamente mencionada de nuestra bitácora (biología y ecología del suelo) blog (pero ver también relación de post que os mostramos al final de esta entrega).   

Lo que la investigadora del estudio, que ha dado lugar a la noticia que hoy analizamos, defiende es que la diversidad y abundancia de las especies de hormigas aumenta conforme los ecosistemas van  recuperándose. Del mismo modo, las especies de estos organismos, al principio generalistas, van siendo reemplazadas y/o enriquecidas por otras denominadas especialistas. Se trata de algo muy habitual en el proceso de sucesión ecológica. De este modo, también aumenta el número de nichos ecológicos (heterogeneidad ambiental) dando lugar a la instalación de otras especies que benefician la propia recuperación de los ecosistemas degradados. Como ya señalamos con anterioridad, las colonias de ciertas hormigas también poseen una cohorte de biotaxa de otras especies que viven simbióticamente con ellas, las depredan o simplemente las parasitan.  Del mismo modo estos ingenieros remueven el suelo y evitan el lavado de nutrientes, mejorando sus propiedades físicas. En consecuencia, no es de extrañar que si los resultados de esta investigación son corroborados, la diversidad de hormigas pueda, efectivamente, ser un buen indicador de la restauración ecológica de las praderas, o lo que es lo mismo, de su retorno a unos estadios ecológicos más próximos a los que acaecían previamente a la degradación.   Partiendo de la teoría ecológica clásica, estos resultados son más que previsibles.

No obstante, debemos advertir, que cada ambiente o grupos de ecosistemas que habitan en algunos de estos, atesoran frecuentemente distintos ingenieros del suelo, o en su defecto unos son más abundantes y/o importantes que otros a la hora de mantener o incrementar la denominada calidad del suelo. En consecuencia, los resultados obtenidos no son extrapolables a otros territorios.

Antes de seleccionar y utilizar alguno de los diversos taxa que son identificados como ingenieros del suelo, son imprescindibles estudios previos en ecosistemas prístinos (o escasamente) perturbados incluyendo su medio edáfico, por cuanto estos nos permitirán discernir que ingenieros del suelo habitan en ellos y su papel a la hora de mejorar las propiedades edáficas que, a su vez, facilitarán la restauración de la vegetación y fauna aéreas. En unos territorios serán las termitas, en otros las hormigas, en otros las lombrices y probablemente en muchos la combinación de algunas especies que pertenezcan a algunos de los variados grupos taxonómicos de los ingenieros que nos ofrece la naturaleza.  Extrapolar resulta ser una iniciativa, en el mejor de los casos, poco fructífera si no se conoce adecuadamente la ecología del suelo y la fauna que allí habita. Empero en el caso de desear perder el tiempo les aconsejo, escoger las  lombrices ya que la ciencia actual sigue los dictados del mundo anglosajón.  Probablemente el indicador elegido no sirva para nada, empero será más fácil que la investigación sea publicada en una revista de prestigio, al menos en Europa. Os dejo pues con la noticia y los post previos mencionados.

Juan José Ibáñez  (más…)

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La Inteligencia de los Organismos del Suelo

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Muchos cerebros insignificantes pueden dar lugar a comportamientos inteligentes, como en el caso de termitas y hormigas. Fuente: Monografías.com

Solemos pensar que los humanos son los seres inteligentes por antonomasia, mientras que conforme retrocedemos en la escala de complejidad taxonómico-biológica tal atributo disminuye rápidamente. ¿Ciento o Falso? ¡Depende de cómo se mire! La noticia de hoy nos habla de la inteligencia distributiva/social, que no por ello deja de ser un tipo de inteligencia. Se sabe desde hace mucho tiempo que seres individualmente “torpes y muy cortos de mente” al interaccionar entre ellos dan lugar a que surjan propiedades emergentes del sistema del que forman parte, dando lugar a que un cierto tipo de “inteligentia” enormemente potente. Estos estudios conciernen a las ciencias de la complejidad que han dado lugar a una serie de subdisciplinas más concretas como la denominada redes neuronales. Ya os comentamos en un post precedente que algunos denominan este tipo de comportamientos como “simplejidad”: “las cosas simples acaban siendo complejas y como las cosas complejas pueden ser simples”. Hoy hablamos de termitas, pero bien podía tratarse de otros insectos sociales que habitan en el suelo, tales como las hormigas. Ambas entran en la categoría a la que los edafólogos denominan ingenieros del suelo. Sin embargo, uno puede retrotraerse a organismos unicelulares, encontrando estructuras y comportamientos similares. Este es el caso de las amebas del suelo/hongos mucilaginosos de las que ya os he narrado su asombroso ciclo de vida y agricultura en diversos post precedentes. Tengamos en cuenta que muchos tipos de suelos, atesoran las propiedades que les hace idiosincrásicos gracias a la acción que ejercen sobre sus materiales inertes parte de la fauna y flora que allí habitan.  

La noticia que os ofrecemos hoy, para variar es muy sencilla y pedagógica, por lo que no necesitaremos extendernos en demasía. Diversos organismos del suelo, por su comportamiento colectivo inteligente, están llamando la atención de los expertos en inteligencia artificial. Resultan ser una fuente de inspiración formidable con vistas a progresar en el desarrollo de nuevas tecnologías. La nota de prensa describe como comportamientos basados en reglas enormemente simples dan lugar a estructuras sociales muy complejas,  autoensamblables y autorreparables. Así se construyen, por ejemplo, los termiteros y hormigueros. Analizando el comportamiento de las termitas, los científicos realizaron el estudio que podréis leer abajo, llegando a desarrollar robots virtuales capaces de llevar a cabo tareas inteligentemente asombrosas (en este caso de arquitectura autorreparable), sin necesidad de que nadie controle a estos animalitos “virtuales” de alguna forma (ensamblajes descentralizados).

Sería muy fructífero que los biólogos y ecólogos del suelo abrieran sus mentes e intereses a estas ciencias de la complejidad, así como que colaboraran con los expertos de las disciplinas mentadas. En el suelo habitan una enorme variedad y cantidad de seres que atesoran este tipo de inteligencia. Por desgracia, y como ya os hemos reiterado hasta la extenuación, apenas conocemos la punta del iceberg de la biodiversidad del suelo. Dicho de otro modo, si progresamos en su estudio teniendo en cuenta este tipo de enfoques podemos despertar la atención de otras disciplinas más “sexy” y valoradas, relanzando, demandando y proclamando el valor de ese tesoro despreciado/escondido/ignorado bajo nuestros pies. Leamos pues esta interesante noticia (…)

Juan José Ibáñez

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Búsqueda de alimento, hormigas, rutas óptimas, caminos aleatorios, robótica de enjambres.

Existen una multitud de tipos de especies de hormigas distintas. No obstante, muchas de ellas, al salir del hormiguero, a la búsqueda de alimentos ramifican  jerárquicamente sus caminos siguiendo aproximadamente las mismas leyes de ramificación que las ramas y raíces de los árboles, cuencas de drenaje y un sinfín de estructuras naturales más. Lo mismo dicen que ocurre en los motores de nuestras búsquedas en Internet cuando deseamos obtener información. Hablamos pues de estructuras fractales, de las que os hemos informado en multitud de ocasiones (ver nuestra categoría “Diversidad, Complejidad y Fractales”). Tal tipo de patrones resultan ser óptimos en una enorme variedad de circunstancias. Ya conjeturé hace tiempo, que tal optimización se alcanza cuando la estructura canónica del sistema atesora “de algún modo” una fuente y/o un receptor. Por ejemplo, en el caso de las cuencas de drenaje (fluviales), el agua de la atmósfera que precipita sobre tierra firme, alcanza el mar lo más raídamente posible, justamente creando estas ramificaciones, pudiendo considerarse al océano como su receptor/emisor.  Si nos atenemos a la configuración de nuestro sistema vascular (por no hablar del bronquial)…. ¡Más de lo mismo!. El corazón (emisor/receptor) impele la sangre para que las arterias las hagan llegar a todas las partes del organismo, mientras el venoso, con la misma geometría la devuelve al receptor. Y así se explora, explota, alimenta, informa etc., a todo el sistema lo más rápidamente posible. También os comentamos que lo mismo ocurre con las taxonomías jerárquicas, siendo nuestro cerebro, nuevamente el receptor.

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Leyes de Horton para las cuencas de drenaje: Estructura fractal Fuente Wikipedia

Empero aquí debemos tener en cuenta un aspecto epistemológico  que suele pasarse por alto en la mayor parte de las indagaciones científicas. En filosofía de la ciencia se discierne entre leyes y teorías de alto y bajo nivel, sin que tales calificativos nos informen de que unas son mejor que otras. ¡Me explico! Las denominadas de bajo nivel atienden a detectar patrones que puedan explicarse haciendo uso de información e inferencias que son explicadas bajo ópticas próximas a las procesos físicos y químicos directamente implicados en la estructura y dinámica del objeto de estudio. Por el contrario, las de “alto nivel” (de abstracción) identifican y agrupan patrones (espaciales y/o temporales) de naturaleza muy dispar, que acaecen en muchos objetos/procesos de naturaleza distinta, demostrando que aquellas regularidades y leyes de bajo nivel que la explican son conformes, de algún modo, con otras de carácter más general. En la mayoría de los casos, las leyes de nivel más “altas” son las que proceden de la física. Pues bien, las estructuras fractales o multifractales son manifestaciones de una dinámica no lineal y sistemas complejos.

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Hormigas comportamiento colectivo y estructuras  fractales. Fuente: Welcome to the Collective Behavior group

La primera noticia que os ofrecemos hoy da cuenta de cómo unos investigadores han demostrado que la  robótica de enjambres, aplicada a indagar como en estos superorganismos sociales, denominados hormigueros (emisor/receptor), sus individuos encargados en la búsqueda de alimentos para la colonia optimizan la exploración del territorio haciendo uso de geometrías semejantes a las ya indicadas previamente. En otras palabras, que cuando los insectos salen en el hormiguero tienden a ramificar sus caminos una y otra vez, en busca de alimento de un modo fractal. Finalmente os mostramos otra noticia, muy divulgativa, que al hablar de la  geometría de los rayos (¡si los rayos también!), como sus huellas en el suelo, es decir los Rayos Congelados en el Suelo (Las Fulguritas o Piedras de Dios) obedece a un patrón fractal. Seguidamente os dejamos los enlaces de varios post anteriores en los que abundamos sobre esta materia. Por qué estas configuraciones y no otras resultan ser optimas en nuestra estructura cuatridimensional de espacio/tiempo, ya es otro problema para el que la ciencia aún no ha encontrado respuesta alguna. Y es que entender las razones subyacentes a leyes muy generales, como las de Newton o Einstein, es mucho más que difícil y/o se nos antoja imposible. ¡Se trata de Leyes de la naturaleza!  Quede claro que el trabajo basado en la  robótica de enjambres se me antoja muy interesante. Y es que estas propiedades de autoensamblado también dan lugar a comportamientos no lineales típicos de los sistemas complejos aunque no explican la razón de ser de otras configuraciones similares. Se trata pues de leyes de bajo nivel, que no por ello mejores ni peores. Eso sí, el último fin de la ciencia básica reside  alcanzar el mayor número posible de leyes de alto nivel que den cuenta de la naturaleza del universo.

Juan José Ibáñez

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 Hormigas Caminos aleatorios  y estructuras jerárquicas. Fuente: Active random walkers simulate trunk trail formation by ants, Bioscience. Paper of Frank Schweitzer, Kenneth Lao, and Fereydoon Familya. Published in Volume 41, Issue 3, February 1997, Pages 153–166

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