Apa³s uma sanãrie de estudos sobre a fisiologia e morfogaªnese dos cupinzeiros na última década, os pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson desenvolveram um modelo matema¡tico para ajudar a explicar como os cupins constroem seus complexos monta­culos.

A pesquisa foi publicada nos Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Os cupinzeiros estãoentre os maiores exemplos de arquitetura animal em nosso planeta", disse L. Mahadevan, o professor de Matema¡tica Aplicada, de Biologia Organa­smica e Evolutiva e de Fa­sica da Lola England de Valpine, e principal autor do estudo. "Para que servem? Como funcionam? Como são construa­dos? Essas são as questões que intrigam muitos cientistas hámuito tempo."

Em uma pesquisa anterior, Mahadevan e sua equipe mostraram que as variações de temperatura do dia para a noite impulsionam o fluxo convectivo no monte que não apenas ventila a cola´nia, mas também move sinais semelhantes aos dos feroma´nios, que acionam o comportamento de construção nos cupins .

Aqui, a equipe ampliou ainda mais para entender como os cupins constroem os pisos intrincadamente conectados em montes individuais sem um plano ou um planejador. Com experimentalistas da Universidade de Toulouse, na Frana§a, liderados por Guy Theraulaz, os pesquisadores mapearam as estruturas internas de dois ninhos usando tomografias computadorizadas e quantificaram o espaa§amento e a disposição de pisos e rampas. Aumentando a complexidade dos ninhos estãoo fato de que os cupins não apenas constroem rampas simples para conectar pisos, mas também constroem rampas em espiral, como as rampas em garagens de estacionamento , para conectar vários andares.

Usando essas visualizações e incorporando as descobertas anteriores sobre como fatores comomudanças dia¡rias de temperatura e fluxos de feroma´nios impulsionam a construção, o estudante de graduação da OEB Alexander Heyde e Mahadevan construa­ram uma estrutura matemática para explicar o layout do monte.

Heyde e Mahadevan pensaram em cada componente do monte - o ar, a lama e os cupins - como fluidos misturados que variam no espaço e no tempo.

"Podemos pensar na coleção de centenas de milhares de cupins como um fluido que pode sentir seu ambiente e agir sobre ele", disse Heyde. "Então vocêtem um fluido real, o ar, transportando feroma´nios atravanãs daquele ambiente, que impulsiona novos comportamentos. Finalmente, vocêtem a lama, que émovida pelos cupins, mudando a forma como os feroma´nios fluem. Nosso arcabouço matema¡tico nos forneceu previsaµes claras para o espaa§amento entre as camadas, e mostrou a formação esponta¢nea de rampas lineares e helicoidais. "

"Aqui estãoum exemplo em que vemos que a divisão usual entre o estudo da matéria não viva e da matéria viva équebrada", disse Mahadevan. “Os insetos criam um microambiente, um nicho, em resposta a s concentrações de feroma´nios. Essa mudança no ambiente fa­sico altera o fluxo dos feroma´nios, que então muda o comportamento dos cupins, ligando a física e a biologia por meio de uma arquitetura dina¢mica que modula e émodulada pelo comportamento. "

Além de resolver parcialmente o mistério de como esses montes funcionam e são construa­dos, a pesquisa pode muito bem ter implicações para a inteligaªncia do enxame em uma variedade de outros sistemas e atémesmo compreender aspectos da morfogaªnese do tecido.