Scarti di caffè in giardino: attenzione alle formiche

"L'idea con questo progetto era quella di trovare un modo cognitivo per convincere le formiche a consumare più delle esche velenose che abbiamo messo sul campo", dice il primo autore e ricercatore di dottorato Henrique Galante, biologo computazionale dell'Università di Regensburg. "Abbiamo scoperto che le dosi intermedie di caffeina aumentano effettivamente l'apprendimento - quando si dà loro un po 'di caffeina, li spinge ad avere percorsi più rettilinei e a essere in grado di raggiungere la ricompensa più velocemente."

Per indagare questa idea, gli scienziati hanno progettato un esperimento controllato utilizzando diversi livelli di caffeina. Le formiche attraversavano un piccolo ponte levato Lego su una superficie di prova, che consisteva in un foglio A4 posto sopra acrilico. Lì, hanno incontrato una goccia di soluzione di zucchero contenente 0, 25 ppm, 250 ppm, o 2.000 ppm di caffeina.

"La dose più bassa che abbiamo usato è quella che si trova nelle piante naturali, la dose intermedia è simile a quella che si troverebbe in alcune bevande energetiche, e la quantità più alta è destinata a essere l'LD50 delle api - dove la metà delle api alimentate con questa dose muore - quindi è probabile che sia abbastanza tossico per loro", dice Galante.

Il team ha monitorato il movimento di ogni formica con un sistema automatizzato, misurando sia il tempo di viaggio che quanto fossero diretti i loro percorsi. In totale, hanno preso parte 142 formiche e ognuna ha completato quattro prove. Tra una prova e l'altra, le formiche potevano scaricare il loro cibo raccolto e la superficie di prova è stata sostituita per impedire loro di seguire le proprie scie di feromoni.

Percorsi più rettilinei, apprendimento più veloce

Le formiche che hanno ricevuto solo zucchero hanno mostrato pochi miglioramenti nel tempo, indicando che non stavano imparando la posizione della ricompensa in modo efficace. Al contrario, le formiche che hanno ridotto o moderato quantità di caffeina sono diventate rapidamente più efficienti.

Per le formiche esposte a 25 ppm di caffeina, il tempo di foraggiamento è diminuito del 28% ad ogni visita. A 250 ppm, il miglioramento ha raggiunto il 38 per cento. Ad esempio, una formica che inizialmente ha impiegato 300 secondi per raggiungere la ricompensa potrebbe ridurre quel tempo a 113 secondi alla dose più bassa e solo 54 secondi alla dose intermedia entro la sperimentazione finale. Il più alto livello di caffeina non ha prodotto lo stesso beneficio.

Il miglioramento non è dovuto all'aumento della velocità. Invece, le formiche contenenti caffeina hanno seguito percorsi più diretti, suggerendo una maggiore concentrazione e una migliore memoria spaziale. Il loro ritmo è rimasto invariato in tutte le dosi, ma i loro percorsi sono diventati meno tortuosi ai livelli più bassi e intermedi di caffeina.

Fonto di copertina: Jens Buurgaard Nielsen