Inteligência coletiva das formigas inspira a inteligência artificial e surpreende cientistas

Elas cultivam alimentos, constroem estruturas complexas, organizam rotas de transporte, enfrentam inundações e tomam decisões coletivas sem depender de um líder. As formigas estão entre os organismos mais bem-sucedidos do planeta e continuam surpreendendo cientistas por sua capacidade de cooperação.

O Brasil ocupa uma posição de destaque nesse universo. Até 2025, foram registradas no país 1.737 espécies e subespécies, o que torna o território brasileiro o mais diverso do mundo em relação a esses insetos.

Em escala global, estima-se que existam aproximadamente 20 quatrilhões de formigas. Isso representa cerca de 2,5 milhões de indivíduos para cada ser humano existente no planeta.

Parte desse conhecimento foi reunida no livro Brazilian Myrmecology: Exploring the World’s Richest Ant Fauna, publicado no final de 2025. A obra apresenta a trajetória da mirmecologia — área da ciência dedicada ao estudo das formigas — desde os primeiros naturalistas até as pesquisas atuais sobre taxonomia, ecologia, evolução e comportamento.

O livro foi organizado pelos pesquisadores Rodrigo Machado Feitosa, da Universidade Federal do Paraná; Carla Rodrigues Ribas, da Universidade Federal de Pernambuco; e Fernando Augusto Schmidt, da Universidade Federal do Acre.

Ao todo, a publicação reúne 144 cientistas vinculados a 48 instituições, representando diferentes regiões e gerações de pesquisadores.

Uma inteligência construída coletivamente

Um dos aspectos mais fascinantes do comportamento das formigas é a chamada inteligência coletiva.

Em vez de dependerem de um único indivíduo responsável por controlar a colônia, decisões complexas surgem da interação entre centenas ou milhares de operárias. Cada formiga realiza tarefas relativamente simples, mas o conjunto dessas ações produz sistemas altamente organizados.

A colônia funciona como uma espécie de organismo coletivo.

Essa capacidade pode ser observada na construção dos ninhos, na procura por alimentos, na defesa do território, no cuidado com as crias e na adaptação a mudanças ambientais.

No Pantanal, por exemplo, algumas espécies desenvolveram estratégias para enfrentar as inundações sazonais. Quando a água começa a subir, colônias inteiras podem realizar uma migração vertical, transferindo temporariamente seus ninhos e suas crias para partes mais altas das árvores.

Quando o nível da água diminui, os indivíduos retornam às áreas mais baixas.

Outras espécies, diante de ataques ou ameaças, abandonam rapidamente o ninho e organizam verdadeiros campos temporários de sobrevivência. As operárias retiram ovos, larvas e pupas e permanecem agrupadas até que seja possível retornar ou estabelecer uma nova colônia.

Cooperação entre diferentes espécies

A inteligência coletiva das formigas não está restrita aos indivíduos de uma mesma espécie.

A Camponotus femoratus e a Crematogaster levior, por exemplo, podem compartilhar trilhas e estruturas de nidificação. Essa associação permite que ambas se beneficiem da proteção do território e da busca por recursos.

Relações como essa mostram que a cooperação pode ultrapassar as fronteiras de uma única colônia ou espécie.

Esses sistemas naturais também ajudam pesquisadores a compreender como redes complexas podem funcionar de maneira descentralizada, sem uma autoridade central responsável por todas as decisões.

Como as formigas inspiram algoritmos

A maneira como as formigas encontram alimentos e organizam suas trilhas já serve de inspiração para modelos matemáticos e sistemas de inteligência artificial.

As operárias da espécie Acromyrmex crassispinus, por exemplo, ajustam constantemente a ocupação das trilhas entre o ninho e as fontes de alimento. Elas compartilham informações por meio do contato entre seus corpos e da liberação de feromônios.

Os feromônios são substâncias químicas utilizadas como sinais de comunicação e orientação. Ao passar por determinado caminho, uma formiga pode deixar uma trilha química que será identificada pelas demais.

Quando uma rota oferece acesso rápido e seguro ao alimento, ela tende a receber um número maior de indivíduos e, consequentemente, uma quantidade maior de sinais químicos. Caminhos pouco eficientes deixam de ser utilizados gradualmente.

Esse mecanismo reduz erros de navegação, evita congestionamentos e permite que a colônia encontre rotas cada vez mais eficientes.

Em sistemas logísticos, algoritmos baseados nesse comportamento simulam milhares de formigas virtuais testando diferentes rotas de entrega. Os melhores caminhos recebem um reforço digital semelhante ao fortalecimento das trilhas de feromônio.

Com o tempo, o sistema converge para as opções mais eficientes, reduzindo distâncias, tempo de deslocamento e consumo de combustível.

A mesma lógica pode ser aplicada à organização de grandes bancos de dados, redes de comunicação e sistemas computacionais que precisam encontrar informações sem repetir trajetos desnecessários.

Formigas que ensinam o caminho

Algumas formigas também são capazes de transmitir rotas diretamente para outras integrantes da colônia.

Espécies tradicionalmente associadas ao gênero Pachycondyla utilizam um comportamento conhecido como corrida em tandem. Nesse processo, uma formiga experiente guia outra até uma fonte de alimento ou até um novo local de nidificação.

A formiga que segue mantém contato com a guia durante o percurso. Quando perde o contato, a líder pode interromper o movimento até que a companheira volte a encontrá-la.

Esse comportamento é considerado uma forma simples de aprendizagem social, pois um indivíduo transmite informações específicas sobre o ambiente para outro.

Um sofisticado sistema de navegação

Os feromônios não são os únicos recursos utilizados pelas formigas para se orientar.

Dependendo da espécie e do ambiente, esses insetos podem combinar diferentes referências visuais, químicas, solares e magnéticas.

Algumas espécies utilizam o desenho formado pela cobertura das árvores como referência para encontrar o caminho de volta ao ninho. Outras conseguem perceber a luz polarizada do Sol, mesmo quando ele está parcialmente encoberto.

A espécie Mayaponera constricta possui partículas magnéticas em seu corpo que permitem a percepção do campo magnético da Terra. Esse mecanismo funciona como uma espécie de bússola biológica.

A combinação dessas estratégias possibilita que as formigas se desloquem com precisão por florestas, campos e outros ambientes complexos.

Por essa razão, seus sistemas de navegação continuam sendo estudados em pesquisas relacionadas à robótica, inteligência artificial e desenvolvimento de veículos autônomos.

Formigas também ajudam investigações forenses

A contribuição desses insetos para a ciência também alcança a área criminal.

Determinadas espécies visitam cadáveres em fases específicas do processo de decomposição. Conhecer quais formigas aparecem em cada estágio e compreender seu comportamento pode ajudar especialistas a interpretar evidências.

Essas informações podem contribuir para a estimativa do intervalo pós-morte e para a reconstrução de circunstâncias relacionadas a investigações criminais.

Embora moscas e besouros sejam mais conhecidos na entomologia forense, as formigas também podem interferir na decomposição, remover tecidos, atacar outros insetos e produzir marcas que precisam ser corretamente interpretadas pelos peritos.

Indicadoras da qualidade ambiental

A estreita relação das formigas com o ambiente faz delas importantes bioindicadores.

Como dependem diretamente de fatores como temperatura, umidade, disponibilidade de alimento, estrutura da vegetação e condições do solo, suas comunidades respondem rapidamente às alterações ambientais.

Mudanças na quantidade ou na composição das espécies podem indicar degradação, fragmentação florestal, queimadas, contaminação ou mudanças no uso do solo.

Por isso, levantamentos de formigas podem ser utilizados para avaliar a qualidade ambiental de áreas naturais e acompanhar processos de recuperação ecológica.

As mudanças climáticas também podem alterar profundamente a distribuição desses insetos.

Ambientes mais quentes e secos tendem a favorecer espécies generalistas, capazes de sobreviver em diferentes condições. Em contrapartida, espécies especializadas ou restritas a determinados habitats podem desaparecer localmente.

A redução dessa diversidade pode comprometer importantes processos ecológicos.

Engenheiras dos ecossistemas

Apesar de pequenas, as formigas desempenham funções essenciais para o funcionamento dos ambientes naturais.

Ao escavar túneis e construir ninhos, elas modificam a estrutura do solo, aumentam sua porosidade e favorecem a circulação de água e oxigênio.

Também transportam matéria orgânica, reciclam nutrientes, controlam populações de outros insetos e participam da dispersão de sementes.

Muitas plantas dependem direta ou indiretamente desses animais para levar suas sementes até locais protegidos e adequados à germinação.

As próprias formigas também fazem parte da alimentação de aves, mamíferos, répteis, anfíbios e outros insetos, ocupando uma posição importante nas cadeias alimentares.

Agricultoras há milhões de anos

Muito antes do surgimento da agricultura humana, algumas formigas já cultivavam fungos como fonte de alimento.

As saúvas e quenquéns, pertencentes aos gêneros Atta e Acromyrmex, coletam fragmentos de folhas e outros materiais vegetais. Ao contrário do que muitas pessoas imaginam, elas não consomem diretamente todo o material cortado.

As folhas são levadas para o interior dos ninhos, processadas pelas operárias e utilizadas como substrato para o crescimento de fungos.

Esses jardins subterrâneos são cuidadosamente mantidos. As formigas controlam a limpeza, a umidade e a temperatura, além de protegerem os fungos contra organismos causadores de doenças.

Trata-se de uma agricultura altamente organizada, construída ao longo de milhões de anos de evolução.

Parcerias entre formigas e plantas

Algumas espécies também desenvolvem relações próximas com plantas.

Há formigas que incorporam sementes às paredes externas de seus ninhos. Quando essas sementes germinam, as raízes ajudam a fortalecer a estrutura.

As plantas recebem nutrientes acumulados pelas formigas e proteção contra animais herbívoros. Em troca, oferecem sustentação, abrigo e, em alguns casos, alimento.

Essas relações demonstram como a sobrevivência de diferentes organismos pode depender de sistemas de cooperação construídos ao longo do tempo.

Conhecer para conservar

A extraordinária diversidade de formigas existente no Brasil ainda está longe de ser completamente conhecida.

Muitas espécies vivem em áreas restritas, apresentam hábitos discretos ou ocupam regiões pouco estudadas. A perda de florestas e a transformação dos ambientes podem fazer com que espécies desapareçam antes mesmo de serem formalmente descritas pela ciência.

Compreender como as comunidades de formigas respondem às mudanças climáticas e à degradação ambiental pode ajudar na identificação de áreas prioritárias para conservação.

Além disso, esses estudos permitem antecipar possíveis impactos sobre outros organismos que dependem das funções realizadas pelas formigas.

Ao organizar sociedades complexas, cultivar alimentos, construir redes de comunicação e encontrar soluções eficientes para problemas coletivos, esses pequenos insetos demonstram que a inteligência não precisa estar concentrada em um único cérebro.

Em uma colônia de formigas, cada indivíduo contribui com uma pequena parte da informação. O resultado é um sistema capaz de enfrentar desafios, adaptar-se ao ambiente e inspirar algumas das tecnologias mais avançadas desenvolvidas pela humanidade.

Fonte: Ciência UFPR