Existem cerca de 20 quatrilhões de formigas espalhadas pelo planeta. Para efeito de comparação, isso equivale a 2,5 milhões de indivíduos para cada ser humano vivo hoje. É praticamente impossível visualizar essa escala, mas é justamente dentro dela que pesquisadores brasileiros encontraram um dos modelos de organização mais sofisticados da natureza, um sistema que já inspira algoritmos usados em logística, redes de dados e robótica autônoma.
O ponto de partida dessa investigação é o livro Brazilian Myrmecology: Exploring the World’s Richest Ant Fauna, publicado no fim de 2025 e organizado por Rodrigo Machado Feitosa, do Departamento de Zoologia da Universidade Federal do Paraná (UFPR), ao lado de Carla Rodrigues Ribas, da Universidade Federal de Pernambuco, e Fernando Augusto Schmidt, da Universidade Federal do Acre. A obra reúne 144 cientistas de 48 instituições diferentes e consolida décadas de pesquisa sobre a mirmecologia, a ciência dedicada ao estudo das formigas, com foco especial na fauna brasileira, reconhecida como a mais diversa do mundo: são 1.737 espécies e subespécies já registradas até 2025.
Um cérebro sem dono
O aspecto mais intrigante documentado no livro é o modo como colônias inteiras tomam decisões complexas sem que exista qualquer autoridade central coordenando o processo. “Na chamada inteligência coletiva, decisões complexas emergem da cooperação entre muitos indivíduos, e não do controle exercido por um só organismo”, explica Feitosa em entrevista à Ciência UFPR.
Esse modelo de organização distribuída se manifesta de formas notáveis diante de situações extremas. No Pantanal, onde as inundações sazonais transformam o território de maneira drástica, algumas espécies desenvolveram a migração vertical: a colônia inteira se desloca temporariamente para o topo das árvores até que o nível da água baixe, sem que nenhuma formiga em particular comande essa decisão coletiva. Em situações de ataque predatório, outras espécies executam evacuações em massa, retirando ovos e larvas do ninho em questão de minutos através de uma coordenação que emerge do comportamento simultâneo de milhares de indivíduos.
A cooperação também ultrapassa os limites de uma única espécie. A Camponotus femoratus e a Crematogaster levior compartilham trilhas e ninhos em uma relação de benefício mútuo, somando forças na defesa do território e na busca por recursos. Esse tipo de aliança interespécie é raro no reino animal e reforça o quanto a sobrevivência das formigas depende de arranjos sociais complexos, e não apenas de instinto individual.
A matemática escondida nas trilhas de feromônio
O comportamento das formigas quando saem em busca de alimento é o que mais interessa aos cientistas da computação. As operárias da espécie Acromyrmex crassispinus ajustam continuamente o uso do espaço nas trilhas entre o ninho e as fontes de comida, compartilhando rotas por meio de contato tátil e feromônios, substâncias químicas que funcionam como sinais de orientação para as demais. Esse sistema reduz drasticamente os erros de navegação em bifurcações e evita congestionamentos, um problema que engenheiros de tráfego humano ainda enfrentam diariamente nas grandes cidades.
Já as formigas do gênero Pachycondyla utilizam uma técnica batizada de corrida em tandem, na qual uma formiga experiente conduz fisicamente outra até a fonte de alimento, ensinando o trajeto de forma direta. É um mecanismo de transmissão de conhecimento que se assemelha, guardadas as proporções, a sistemas de treinamento supervisionado em inteligência artificial, onde um agente com informação prévia orienta o aprendizado de outro.
Esses mecanismos biológicos deram origem a uma família inteira de algoritmos computacionais conhecida como otimização por colônia de formigas, hoje aplicada em sistemas de logística ao redor do mundo. Empresas de entrega e transporte simulam milhares de formigas digitais explorando diferentes rotas possíveis. Conforme caminhos mais eficientes são identificados, eles recebem um reforço digital equivalente às trilhas químicas reais, fazendo com que o sistema inteiro convirja progressivamente para as opções mais rápidas e de menor custo. O resultado prático é a redução do tempo de deslocamento e do consumo de combustível em frotas de transporte, além de aplicações em bancos de dados que precisam localizar informações sem percorrer rotas redundantes.
Bússolas biológicas
Feromônios e contato físico não esgotam o repertório de navegação das formigas. Dependendo da espécie e do ambiente, elas combinam múltiplas ferramentas sensoriais para se orientar com precisão. Algumas utilizam o padrão de luz formado pelo dossel das árvores ou a luz polarizada do sol como referência visual. Outras, como a Mayaponera constricta, carregam partículas magnéticas no próprio corpo, o que lhes permite perceber o campo magnético terrestre e funcionar como uma bússola biológica embutida.
Essa combinação de sistemas de orientação é hoje objeto de estudo direto na robótica. Pesquisas em sistemas autônomos e enxames de robôs, área conhecida como swarm robotics, têm buscado replicar exatamente essa multiplicidade de sinais sensoriais para permitir que grupos de robôs se desloquem em ambientes complexos sem depender de GPS ou de comunicação centralizada, algo especialmente relevante para operações em locais de difícil acesso, como cavernas, escombros após desastres ou até mesmo missões espaciais em outros planetas.
Peritos com seis patas
A contribuição das formigas para a ciência vai além da inspiração tecnológica e alcança até a investigação criminal. “Determinadas espécies visitam cadáveres em diferentes estágios de decomposição e o conhecimento sobre esse comportamento pode auxiliar peritos a interpretar evidências e reconstruir circunstâncias relacionadas a investigações criminais”, afirma Feitosa. Essa área, conhecida como entomologia forense, utiliza o padrão previsível de visitação de insetos a corpos em decomposição para ajudar peritos a estimar o intervalo de tempo desde a morte, uma informação frequentemente decisiva em investigações policiais.
A sensibilidade das formigas às condições ambientais também as transforma em bioindicadores valiosos da saúde dos ecossistemas. “Como praticamente todas as espécies dependem da temperatura e da umidade para realizar suas atividades, mudanças climáticas podem modificar profundamente sua distribuição e abundância”, observa o pesquisador. Além de sinalizar alterações ambientais precocemente, elas desempenham funções ecológicas essenciais: dispersam sementes, reciclam nutrientes, controlam populações de outros insetos, modificam a estrutura física do solo e servem de alimento para uma ampla cadeia de predadores.
Agricultoras antes da agricultura humana
Muito antes da espécie humana desenvolver a agricultura, algumas formigas já dominavam uma forma primitiva de cultivo. As dos gêneros Atta e Acromyrmex, conhecidas popularmente como saúvas e quenquéns, coletam e processam grandes quantidades de material vegetal para manter verdadeiros jardins de fungos, cultivados de forma organizada e protegidos ativamente contra patógenos que poderiam comprometer a colônia inteira. Estudos de filogenia molecular indicam que esse comportamento de fungicultura remonta a dezenas de milhões de anos, tornando as formigas cortadeiras uma das primeiras formas de vida a desenvolver algo próximo de uma prática agrícola sistemática no planeta.
A relação de cooperação com o reino vegetal também aparece de outra forma: algumas espécies incorporam sementes de plantas diretamente às paredes de seus ninhos. À medida que essas plantas germinam e crescem, oferecem sustentação estrutural e recursos alimentares para a colônia, enquanto recebem em troca nutrientes concentrados e proteção contra herbívoros. É um exemplo raro de mutualismo arquitetônico, no qual a própria estrutura física do ninho se torna parte de um ecossistema vivo em constante equilíbrio.
O que está em jogo com o aquecimento
Feitosa alerta que esse equilíbrio é frágil diante das mudanças climáticas em curso. Regiões que se tornam mais quentes e secas tendem a favorecer um número reduzido de espécies generalistas, altamente adaptáveis, enquanto espécies mais especializadas ou restritas a ambientes específicos correm risco real de desaparecimento local. Essa perda reduz a diversidade das comunidades de formigas e compromete cadeias ecológicas inteiras que dependem delas, dos ciclos de nutrientes no solo até a dispersão de sementes de árvores nativas.
“Compreender como as formigas respondem às mudanças climáticas pode ajudar a identificar áreas prioritárias para conservação e antecipar os efeitos sobre outros grupos de organismos”, conclui o pesquisador. A frase resume o valor duplo desse tipo de pesquisa: as formigas não são apenas fonte de inspiração para tecnologia, são também um sistema de alerta precoce para o que pode acontecer com ecossistemas muito maiores.
Uma escala que a ciência ainda está decifrando
Vale destacar um dado que amplia a dimensão dessa descoberta: estima-se que as formigas, em conjunto, representem uma biomassa total comparável à de todos os vertebrados terrestres selvagens somados, segundo estimativas publicadas em estudos internacionais de ecologia de populações. Isso significa que, embora individualmente minúsculas, coletivamente elas exercem um peso ecológico equivalente ao de todo o conjunto de mamíferos, aves, répteis e anfíbios selvagens do planeta combinados. É esse contraste entre o tamanho microscópico do indivíduo e o impacto colossal do coletivo que torna o modelo organizacional das formigas tão atraente para cientistas da computação, engenheiros e biólogos ao mesmo tempo.
O Brasil, detentor da maior diversidade de formigas já catalogada no mundo, ocupa uma posição estratégica nesse campo de pesquisa. Cada uma das 1.737 espécies e subespécies registradas carrega um repertório próprio de soluções evolutivas para problemas de navegação, organização social e sobrevivência, um acervo biológico que a ciência brasileira está apenas começando a converter em conhecimento aplicável para além da biologia.
