O dispositivo em que as formigas foram introduzidas nos experimentos em laboratório foi desenvolvido com o intuito de produzir um ambiente relativamente complexo (ARAÚJO et al., 2004). Esta complexidade caracterizou-se por vários caminhos de comprimentos diferentes conectando o ninho a fonte de alimento, sendo alguns destes de mesmo comprimento. Além disto, determinados ramos podem constituir partes de diferentes rotas, de forma a obter diversas combinações de caminhos a partir de um dado número de ramos.
Deste modo, o ambiente experimental utilizado foi formado por quatro hexágonos conectados, formando uma superfície com dimensões de 31,5 x 18,0 cm (Figuras 19 e 20). Para cada hexágono presente no dispositivo considerado, os ângulos internos formados pela junção de dois ramos são iguais a 60o. Por exemplo, no hexágono formado pelos ramos 1, 4, 7 e 10 da
Figura 19, os ângulos entre os ramos 1 e 4 e entre 7 e 10 são iguais a 60o. Considerou-se este
valor de ângulo porque foi verificado anteriormente que este é o melhor arranjo para o movimento das formigas (BECKERS, 1992), uma vez que uma inclinação diferente desta não é suficiente para preservar a continuidade do movimento das formigas sobre um dado meio.
O ambiente utilizado foi constituído por um labirinto esculpido em uma peça de fórmica coberta por uma placa de vidro, a qual possuía orifícios de 0,5 cm de diâmetro, onde foram encaixados tubos de plástico. Estes tubos apresentaram comprimento diferente, de acordo com a posição de inserção no dispositivo, de forma a permitir ou impedir o acesso a determinados pontos do ambiente. A cada um dos dezesseis ramos do meio foi atribuído um número de identificação. Os ramos 3 e 6 receberam as designações a e b por serem adjacentes à fonte de alimento inserida no ambiente, a qual se encontrava nas áreas circulares A ou B.
Figura 19 – Dispositivo experimental.
Figura 20 – Foto do dispositivo experimental.
As formigas Argentinas utilizadas nos experimentos foram coletadas na cidade litorânea francesa Sept e divididas em 10 colônias, contendo cada uma 2.000 indivíduos em média,
formados somente por trabalhadoras, sem a presença de larvas e rainha. O ninho de cada colônia foi constituído de uma caixa de plástico (20,0 x 20,0 cm), revestida de flúor em suas bordas, a fim de evitar a fuga das formigas. Quando não se encontravam em período experimental, as colônias eram alimentadas com uma solução à base de mel, extrato de algas, ovos e vitaminas (BHATKHAR e WITHCOMBS, 1970), além de água pura e água com açúcar.
Antes de iniciar cada experimento, as colônias permaneceram sem alimento durante quatro dias, quando tiveram acesso somente a água pura. Isto é comumente realizado em experimentos em laboratório, para estimular as formigas a buscarem alimento no ambiente experimental. A cada colônia foi designado um número de identificação: para as colônias pares, a fonte de alimento encontrava-se na área A do dispositivo e para as ímpares, na área B (Figura 19). O alimento utilizado nos experimentos consistiu em 1ml de uma solução de água doce (1M), inserido em uma esfera de algodão.
Dois experimentos foram realizados diariamente, com um espaçamento de 4 horas (10h/14h) e com duração de uma hora. A estratégia de alocação do alimento visou se certificar que a escolha das formigas estaria relacionada apenas com as ações realizadas em cada teste, não sendo conseqüência das decisões tomadas em um teste anterior. Em cada um dos experimentos executados, o acesso às áreas circulares do meio diferentes daquelas rotuladas por A e B foi impedido, para evitar que as formigas as explorassem e conseqüentemente, despendessem mais tempo para atingir a fonte de alimento considerada.
As formigas podiam atingir a fonte de alimento considerada em cada experimento através de quatorze caminhos diferentes, os quais podem ser classificados em quatro categorias, de acordo com seu comprimento (Tabela 1). Pode-se observar que existem diversas rotas de mesmo comprimento, o que aumenta a gama de escolhas das formigas, aproximando as características do meio experimental de um ambiente de redes de telecomunicações. Como o dispositivo experimental é simétrico, as rotas que conduzem a cada uma das fontes de alimento também o são, possuindo o mesmo comprimento. É importante mencionar que o meio é simétrico com relação às duas fontes de alimento consideradas, porém considerando cada uma das fontes, as rotas que conduzem as formigas ao alimento são simétricas, e assimétricas no sentido inverso. Os caminhos pertencentes às quatro classes consideradas foram denominados em ordem crescente: curtos, médios, longos e muito longos.
No início de cada experimento, o ninho das formigas foi ligado ao ambiente experimental através de uma ponte (40,0 cm2) e uma caixa de plástico (35,0 cm2), (Figura 21). Cada
experimento foi inteiramente filmado por uma hora com uma câmera digital de alta definição (Sony CDR-VX 2000 E). O tempo definido como zero nas filmagens foi aquele em que a primeira formiga penetrou no meio experimental. O dispositivo experimental foi colocado sobre uma mesa cercada por cortinas brancas para tornar homogênea a luz que incidia sobre o dispositivo e para evitar qualquer tipo de heterogeneidade espacial que pudesse influenciar o
comportamento das formigas. Após a realização de cada experimento, o dispositivo era limpo com álcool, para remover todo o resíduo de feromônio que pudesse existir.
Tabela 1 – Possibilidades de caminhos e comprimentos. c = caminho curto; m = caminho médio; l = caminho longo e ml = caminho muito longo.
Número Caminho (fonte A) Caminho (fonte B) Comprimento
1 1-2-3a-13 4 -5-6a-16 2 1-10-8-11-3a-13 1-10-8-9-6a-16 3 4-7-8-11-3a-13 4-7-8-9-6a-16 c - 21,5 cm 4 4-5-9-11-3a-13 1-2-11-9-6a-16 5 4-7-10-2-3a-13 1-10-7-5-6a-16 6 4-5-6a-6b-3b-13 1-2-3a-3b-6b-16 7 4-7-8-9-6a-6b-3b-13 1-10-8-11-3a-3b-6b-16 8 1-10-8-9-6a-6b-3b-13 4-7-8-11-3a-3b-6b-16 m - 30,5 cm 9 1-2-11-9-6a-6b-3b-13 4-5-9-11-3a-3b-6b-16 10 1-10-7-5-6a-6b-3b-13 4-7-10-2-3a-3b-6b-16 11 1-10-7-5-9-11-3a-13 4-7-10-2-11-9-6a-16 l - 39,5 cm 12 4-5-9-8-10-2-3a-13 1-2-11-8-7-5-6a-16 ml – 43,5 cm 13 4-7-10-2-11-9-6a-6b-3b-13 1-10-7-5-9-11-3a-3b-6b-16 ml - 48,5 cm 14 1-2-11-8-7-5-6a-6b-3b-13 4-5-9-8-10-2-3a-3b-6b-16 ml - 52,5 cm
Foram realizadas três séries de 10 experimentos, onde cada situação experimental foi executada uma vez por cada colônia e somente uma característica do ambiente foi modificada em cada uma delas. Os experimentos compreenderam variações no acesso a determinados pontos/ramos do ambiente, de forma a verificar a reação dos insetos quanto à escolha dos menores caminhos sob mudança nas características dos caminhos do meio.
Figura 21 – Arranjo experimental. Os experimentos envolveram as seguintes situações:
2) Após um período de tempo (30 min), quando as formigas já haviam selecionado um caminho, o acesso ao ramo que conduz ao ninho (3a ou 6a, de acordo com o número da colônia considerada) foi bloqueado. Isto foi obtido modificando-se a posição em que o tubo de plástico havia sido inserido no orifício C no primeiro intervalo de tempo do experimento, quando a fonte se encontrava na área circular A, ou no orifício D, quando a fonte de alimento se encontrava na área B, (Figura 19). Deste modo, estes tubos atuaram como obstáculos no percurso das formigas sobre os ramos selecionados.
3) As formigas tiveram acesso somente a um caminho longo para atingir a fonte de alimento durante um intervalo de tempo (30 min), sendo 1-10-7-5-9-11-3a-13 no caso do alimento presente na área A, e 4-7-10-2-11-9-6a-16, quando este se encontrava na área B. Após 30 min, foi permitido o acesso a todos os ramos. A permissão e proibição do acesso aos ramos do meio foram obtidas modificando-se a posição dos tubos de plástico inseridos no dispositivo (Figura 19).
Estas séries de experimentos objetivaram verificar o comportamento das colônias de formigas sob mudanças nas características dos caminhos que conduzem a uma dada fonte de alimento, de modo a aproximar o ambiente experimental das redes de telecomunicações. Desta forma, na primeira situação experimental, a escolha das formigas esteve relacionada somente com o comprimento dos caminhos sobre o meio. Como nos demais testes, o dispositivo apresentava diversos caminhos de mesmo comprimento, que possuíam ramos em comum, de forma a tornar mais complexa a decisão das formigas.
O segundo tipo de experimentos considerou o bloqueio de um dado ramo do meio, de forma a simular uma situação de falta em um ponto de uma rede de telecomunicações. O ramo escolhido foi aquele que apresentaria um grande fluxo de formigas, por se encontrar mais próximo da fonte de alimento e fazer parte das menores rotas do ambiente.
A terceira série de experimentos, por sua vez, buscou reproduzir a situação de uma rede de telecomunicações em que somente um caminho longo se encontra disponível, devido à falta simultânea de vários enlaces da rede, e que após um período de tempo, o acesso a todos os enlaces da rede se torna possível. Os experimentos executados foram definidos para considerar uma das principais condições das redes de telecomunicações, que é a situação de falta.