Gli individui in una colonia di insetti sociali possono essere organizzati spazialmente, o disposti in modo non casuale all’interno del nido. Questi territori in miniatura, o zone di fedeltà spaziale, sono stati descritti nelle api da miele (Apis mellifera), nelle formiche (Odontomachus brunneus; Temnothorax albipennis; Pheidole dentata) e nelle vespe della carta (Polistes dominulus, Ropalidia revolutionalis). Mentre risiedono in queste zone, i lavoratori svolgono il compito appropriato all’area in cui risiedono. Per esempio, gli individui che rimangono al centro di un nido di formiche sono più propensi a nutrire le larve, mentre gli individui trovati alla periferia del nido sono più propensi a foraggiare. E. O. Wilson ha proposto che rimanendo in piccole aree non casuali all’interno del nido, la distanza che un individuo si sposta tra i compiti può essere minimizzata, e l’efficienza complessiva della colonia aumenterebbe.
Organizzazione spaziale nel nidoModifica
“Foraggiamento-per-lavoro “Modifica
Ci sono una varietà di modi in cui gli individui possono dividere lo spazio all’interno di un nido. Secondo l’ipotesi “foraggiamento-per-lavoro”, i lavoratori adulti iniziano a svolgere compiti nella zona del nido in cui sono emersi, e gradualmente si spostano verso la periferia del nido come richieste di eseguire particolari compiti cambiano. Questa ipotesi si basa su due osservazioni: “(1) che c’è una struttura spaziale nella disposizione dei compiti nelle colonie di insetti sociali e (2) che i lavoratori diventano prima adulti nel centro del nido o intorno ad esso”. Gli individui possono rimanere in una zona per un lungo periodo di tempo, finché i compiti devono essere eseguiti lì. Nel corso del tempo, la zona di un individuo può spostarsi man mano che i compiti vengono portati a termine e i lavoratori cercano altre aree dove i compiti devono essere eseguiti. Le api da miele, per esempio, iniziano la loro vita adulta prendendosi cura della covata situata nella zona vicino a dove sono emerse (cioè le api nutrici). Alla fine, le operaie si allontanano dalla zona di allevamento della covata e iniziano a svolgere altri compiti, come la conservazione del cibo, la guardia o il foraggiamento.
Gerarchia di dominanzaModifica
Lo spazio all’interno del nido può anche essere diviso come risultato delle interazioni di dominanza. Per esempio, nelle colonie di vespe della carta, una singola regina inseminata può fondare (iniziare) una colonia dopo il risveglio dal letargo (svernamento). Tuttavia, è comune in molte specie che più femmine inseminate si uniscano a queste fondatrici invece di fondare il proprio nido. Quando più femmine inseminate fondano una colonia insieme, la colonia cresce rapidamente, ma solo un individuo diventerà il principale ovaiolo. Attraverso una serie di interazioni di dominanza, la vespa più aggressiva emergerà come l’individuo dominante e diventerà l’egg-layer primario per il gruppo (il ruolo principale per garantire che i tuoi geni vengano trasmessi alle generazioni successive), mentre le vespe subordinate rimanenti eseguiranno altri compiti, come la costruzione del nido o il foraggiamento. Ci sono prove che queste interazioni di dominanza influenzano anche le zone spaziali che gli individui occupano. Nelle vespe della carta (Ropalidia revolutionalis), così come nella specie di formica Odontomachus brunneus, gli individui dominanti sono più propensi a risiedere nelle aree centrali del nido, dove si prendono cura della covata, mentre gli individui subordinati sono spinti verso il bordo, dove è più probabile che foraggino. Non si sa se la divisione dello spazio o l’instaurazione della dominanza avvenga prima e se l’altra ne sia una conseguenza.
Organizzazione spaziale al di fuori del nidoModifica
C’è anche la prova che i foraggiatori, che sono gli insetti che lasciano il nido per raccogliere le risorse preziose per la colonia in sviluppo, possono dividere lo spazio fuori dal nido. Makino & Sakai ha dimostrato che i foraggiatori dei bombi mantengono zone di foraggiamento nelle macchie di fiori, il che significa che le api ritornano costantemente nelle stesse aree all’interno di una macchia e c’è poca sovrapposizione tra gli individui. Queste zone possono espandersi e contrarsi quando le bottinatrici vicine vengono rimosse o introdotte, rispettivamente. Dividendo le zone di foraggiamento in “territori di foraggiamento” in miniatura, gli individui possono massimizzare il numero di fiori visitati con minime interruzioni o competizione tra i foraggiatori. Questi “territori di foraggiamento” divisi tra gli individui della stessa colonia sono il risultato dell’auto-organizzazione tra le bottinatrici; cioè, non c’è una bottinatrice principale che detta dove le api foraggeranno. Invece, il mantenimento di queste zone di foraggiamento è dovuto a semplici regole seguite da ogni singola bottinatrice. Gli studi per determinare queste “regole” sono un’importante area di ricerca in informatica, biologia di base, ecologia comportamentale e modellazione matematica.
L’organizzazione spaziale come proprietà emergente di un sistema auto-organizzatoModifica
L’auto-organizzazione osservata nei territori di foraggiamento è un microcosmo per l’auto-organizzazione vista nell’intera colonia. L’organizzazione spaziale osservata nelle colonie di insetti sociali può essere considerata una proprietà emergente di un sistema complesso auto-organizzato. È auto-organizzato perché non c’è un leader che detta dove ogni individuo risiederà, né quale compito un individuo eseguirà una volta arrivato lì. Invece, le zone possono essere un sottoprodotto della divisione del lavoro, per cui gli individui finiscono in una particolare posizione per un periodo di tempo in base al compito che svolgono, o le interazioni di dominanza, per cui agli individui dominanti è concesso l’accesso ai luoghi più desiderabili all’interno del nido. I modelli spaziali esibiti dagli individui delle colonie di insetti sociali non sono ovvi, perché è difficile osservare e differenziare gli individui all’interno di una cavità del nido o in volo attraverso una zona di foraggiamento. Tuttavia, quando si presta attenzione al singolo lavoratore, l’organizzazione spaziale dei lavoratori nel nido diventa evidente.