Cómo es el sistema que permite que las hormigas puedan orientarse en medio del calor del desierto

Las hormigas del género Cataglyphis demuestran una habilidad sobresaliente para sobrevivir y orientarse en pleno desierto, bajo un sol calcinante que eleva la temperatura de la arena hasta los 50 grados. Estas hormigas que corren sobre la arena caliente encuentran la forma de alimentarse de insectos que murieron por los efectos del calor. Además vuelven a su hormiguero por la ruta más directa y segura. La pregunta de cómo logran encontrar ese camino más corto para minimizar su exposición al calor ha intrigado a la ciencia, y la respuesta es tan compleja como sorprendente.

Un innovador estudio realizado por los investigadores de la Universidad de Würzburg, Alemania, ha descifrado cómo las hormigas del desierto se orientan al utilizar el campo magnético terrestre. Este descubrimiento aporta luz sobre las complejas formas de navegación en el reino animal. Además expande el entendimiento de los mecanismos de orientación magnética, ya observados en otras especies como aves, peces, tortugas y mariposas. La particularidad de este hallazgo radica en las características de las hormigas del desierto en relación a este tipo de orientación.

El campo magnético de la Tierra funciona como un escudo protector que protege a la humanidad de intensas cantidades de energía y radiación solar. Además resguarda a los humanos y animales totalmente de la radiación generada por galaxias, otras estrellas y diversos objetos astronómicos en el cosmos. Gracias a este escudo, la vida es posible.

Las hormigas del desierto experimentan tres fases de aprendizaje antes de aventurarse a recolectar alimento, revela la investigación. Estos insectos atraviesan una etapa intermedia conocida como los “paseos de aprendizaje”, en la que se familiarizan con el entorno exterior antes de comenzar su trabajo. Esta fase les permite a las hormigas memorizar la ubicación de su nido mediante breves exploraciones, durante las que se detienen periódicamente para orientarse visualmente hacia la entrada de su hogar subterráneo.

Estos insectos van al exterior, no para recolectar alimentos de inmediato, sino para realizar estos recorridos exploratorios. Es durante estos “paseos” cuando las hormigas desarrollan un mapa visual de su entorno, que les será útil para evitar perderse en futuras excursiones en busca de comida.

En estas investigaciones descubrieron que las hormigas del desierto utilizan la polarización de la luz celeste para orientarse. Este fenómeno se produce cuando la luz solar se dispersa al entrar en la atmósfera terrestre, un proceso que también explica por qué vemos el cielo de color azul. De forma sorprendente, las hormigas pueden detectar la luz polarizada, lo que les permite calibrar su “brújula celeste” durante sus primeros paseos. Este método de orientación, sin embargo, necesita ser ajustado constantemente debido a los cambios diurnos de la posición del sol.

La clave para este sistema de navegación se encuentra en el campo magnético terrestre, que sirve como una referencia constante para las hormigas. Los investigadores alemanes realizaron experimentos donde alteraron el patrón de polarización de la luz visible para las hormigas durante estos paseos de aprendizaje.

Descubrieron que cualquier interferencia en la rotación natural del patrón de polarización, o la eliminación de la luz polarizada, impedía el desarrollo de las regiones cerebrales asociadas con la construcción de mapas internos en estas criaturas. Esto indica que estos primeros paseos son esenciales para que las hormigas integren la información sobre los cambios diarios en la polarización de la luz, un hallazgo que destaca la complejidad de sus mecanismos de orientación.

Los investigadores descubrieron que estas hormigas utilizan una brújula magnética durante las etapas iniciales de su vida al aire libre. Este hallazgo inesperado plantea interrogantes sobre la transición de las hormigas de una brújula magnética a una brújula celeste visual, un mecanismo previamente reconocido para la navegación en etapas posteriores de su existencia.

El estudio no solamente arroja luz sobre el comportamiento de las hormigas y su habilidad para navegar al usar señales celestes, además proporciona información valiosa sobre los sistemas de orientación en el reino animal.

Las abejas, por ejemplo, utilizan un mecanismo similar para informar la ubicación de fuentes de alimento a través de su danza, basándose en la posición del sol y el patrón de polarización de la luz celeste. Incluso en ausencia directa de la visión solar, las abejas son capaces de deducir su ubicación a partir de pequeñas porciones de cielo visible.

Los investigadores utilizaron bobinas de Helmholtz que son dispositivos que se utilizaron para alterar el campo magnético alrededor de los hormigueros, al observar que las hormigas se mostraban desorientadas y no podían regresar a su entrada durante las etapas de aprendizaje. Este fenómeno también inhibió el desarrollo de centros nerviosos claves para su orientación futura.

Existieron otros hallazgos interesantes. Los científicos experimentaron y eliminaron por completo el campo magnético local (sus componentes horizontal y vertical), y las hormigas lograron concretar su proceso de aprendizaje sin dificultades. Esto da a entender que, más allá del campo magnético, las hormigas podrían, en caso de necesidad, depender de alguna referencia estable alternativa, quizás visual o por medio del olfato.

Sin embargo, al depender del confiable campo magnético terrestre, no suelen recurrir a este método alternativo. Además, se modificó el campo magnético para que se alineara con la posición del sol y esto tampoco representó un inconveniente para las hormigas.

En otras palabras, lo que estas necesitan no es precisar la ubicación del norte, sino contar con un campo magnético consistente que funcione como un sistema de referencia para señalarles la ubicación del nido durante su recorrido de orientación.

Tras haber creado su mapa interno mediante información visual junto con una brújula celestial correctamente ajustada, las hormigas están listas para avanzar a la siguiente etapa: la búsqueda de alimento y el retorno al hogar por la ruta más corta sin depender del campo magnético. Todo este proceso ocurre en las extremas condiciones de calor del desierto.