Pesquisadores da Georgia Tech, nos EUA, descobriram que as formigas-de-fogo se movimentam em ondas coletivas. O comportamento é impulsionado pelo alinhamento com suas vizinhas mais próximas, semelhante ao observado em cardumes de peixes e bandos de pássaros.
O estudo, publicado no Journal of Applied Physics, avança o entendimento sobre sistemas de matéria ativa. Esse campo da física investiga como partículas autopropelidas geram padrões complexos de movimento.
O professor Alberto Fernandez-Nieves liderou a equipe. Ele explicou que as formigas-de-fogo reduzem a velocidade ao entrarem em contato umas com as outras, criando um processo de concentração progressiva.
Esse mecanismo não paralisa o grupo. As formigas passam metade do tempo em movimento e metade paradas, permitindo a coexistência entre aglomerados estacionários e indivíduos ativos.
Quando a densidade atinge um nível crítico, o sistema passa por uma transição de fase. Os aglomerados se desfazem, e quase todas as formigas entram em movimento simultâneo.
Segundo reportagem do portal Phys.org, o fenômeno está ligado a ondas de densidade e atividade. Elas se propagam de baixo para cima em colunas de formigas confinadas entre placas de acrílico, como ondulações na água.
A equipe utilizou o parâmetro ‘flutuações de número’ para caracterizar os estados do coletivo. O método mede como a quantidade de formigas em determinado espaço varia em relação à média.
Os resultados mostraram que as flutuações são maiores do que as observadas em sistemas em equilíbrio, como o ar confinado em uma caixa. Na fase de aglomerados, as flutuações elevadas decorrem da estrutura não homogênea do sistema.
Regiões densas e vazias coexistem nessa fase. Já na fase de movimento total, as flutuações são atribuídas ao alinhamento local, onde as formigas seguem a direção das vizinhas imediatas.
Essa dinâmica é similar à que rege os movimentos sincronizados de cardumes e bandos de aves. Cada indivíduo ajusta sua trajetória com base nos vizinhos próximos, gerando ondulações coordenadas.
A descoberta reforça a hipótese de que as ondas de atividade são impulsionadas pela coordenação coletiva. No entanto, a confirmação direta do alinhamento global ainda não foi possível devido a limitações experimentais.
Fernandez-Nieves destacou que o tamanho reduzido do sistema estudado dificulta a observação. O alinhamento local varia entre diferentes regiões da célula de observação, diluindo os sinais de coordenação em escala ampliada.
As fases de movimento total também não duraram tempo suficiente para medições prolongadas. O coletivo transitava rapidamente de volta à fase de aglomerados, interrompendo a janela de observação.
O estudo oferece uma base para futuras investigações sobre movimento coletivo em formigas-de-fogo. Os pesquisadores acreditam que experimentos com colônias maiores e tempos de observação mais longos poderão confirmar o papel do alinhamento local.
Compreender como densidade, atividade e alinhamento interagem tem implicações além da biologia. A pesquisa pode contribuir para avanços em robótica de enxames e inteligência artificial.
O trabalho da equipe de Fernandez-Nieves posiciona a Georgia Tech na vanguarda do estudo de sistemas complexos. A descoberta promete revolucionar a compreensão desses fenômenos na natureza e na tecnologia.
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