La ruptura de la simetría de las hormigas que escapan es un fenómeno de comportamiento de manada que se observa cuando las hormigas se ven confinadas en una celda con dos salidas equidistantes y luego se las rocía con un repelente de insectos . Las hormigas tienden a amontonarse en una puerta más mientras intentan escapar (es decir, se produce una ruptura de la simetría en su comportamiento de escape), lo que disminuye la eficiencia de la evacuación.
Este fenómeno surge en experimentos en los que las hormigas obreras están encerradas en celdas circulares con una cubierta de vidrio de tal manera que solo pueden moverse en dos dimensiones (es decir, las hormigas no pueden pasar una sobre otra). La celda tiene dos salidas ubicadas simétricamente con respecto a su centro. Los experimentos consistieron en dos conjuntos diferentes de ensayos. En el primer conjunto de ensayos, ambas salidas se abrieron al mismo tiempo, dejando escapar a las hormigas. Después de 30 repeticiones, una puerta se utilizó un 13,666% más que la otra. En el segundo conjunto de ensayos, la configuración fue idéntica, pero unos segundos antes de abrir las puertas, se inyectó una dosis de 50 μL de repelente de insectos en la celda en su centro a través de un pequeño orificio en la cubierta de vidrio. Después de 30 repeticiones, una puerta se utilizó un 38,3% más que la otra.
Inspirados por simulaciones por computadora anteriores que predijeron un fenómeno de ruptura de simetría cuando humanos en pánico escapan de una habitación con dos salidas equivalentes, un equipo de investigadores dirigido por E. Altschuler llevó a cabo los dos experimentos descritos anteriormente, que revelaron el efecto de ruptura de simetría en la hormiga cortadora de hojas Atta insular en presencia de repelente de insectos. [1]
Otro equipo de investigadores dirigido por Geng Li investigó la influencia de la densidad del grupo de hormigas en la ruptura de la simetría. Utilizaron la hormiga roja de fuego importada para repetir el experimento con diferentes cantidades de hormigas. Los resultados muestran que la ruptura de la simetría es alta en bajas densidades de hormigas, pero disminuye más allá de un cierto punto en la densidad de hormigas. En otras palabras, cuando la densidad es baja, el grupo de hormigas produce un comportamiento de escape colectivo, mientras que en alta densidad, su comportamiento es más como el de partículas aleatorias. [2]
La idea común es que la acción de inyectar el repelente de insectos induce un comportamiento de manada en las hormigas. Cuando las hormigas están en "pánico", experimentan una fuerte tendencia a seguirse unas a otras. Como resultado, si una fluctuación aleatoria en el sistema produce una gran cantidad local de hormigas que intentan llegar a una de las dos puertas, la fluctuación puede amplificarse porque las hormigas tienden a seguir la dirección de la mayoría de los individuos, lo que hace que esa puerta se llene de gente.
Altshuler y sus colaboradores pudieron reproducir en humanos sus experimentos de ruptura de simetría realizados previamente en hormigas, utilizando una versión simplificada del modelo teórico propuesto anteriormente por Helbing et al. [3] basado en el hecho de que los caminantes tienden a seguir la dirección general de movimiento de sus vecinos (" regla de Vicsek " [4] ), y dicho comportamiento de manada aumenta a medida que aumenta el llamado "parámetro de pánico". En el caso de las hormigas, se supone que el parámetro de pánico es bajo cuando no se usa repelente y alto cuando se usa el repelente.
Un modelo más "biológicamente sensato" basado en la deposición de una feromona de alarma por hormigas bajo estrés también reproduce el fenómeno de ruptura de simetría, con la ventaja de que también predice el resultado experimental para diferentes concentraciones de hormigas en la celda. [2] El mecanismo de la feromona comparte los elementos clave de los modelos anteriores: las hormigas estresadas tienden a "seguir a la multitud".
