Considere constantemente o universo como um ser vivo, tendo uma substância e uma alma; e observe como todas as coisas têm referência a uma percepção, a percepção deste ser vivo; e como todas as coisas agem com um movimento; e como todas as coisas são causas cooperantes de todas as coisas que existem; observe também a rotação contínua do fio e a estrutura da teia. – Marcus Aurelius –

Karl Marx estava certo, o socialismo funciona, só que na espécie errada.
– Edward O. Wilson –

Se examinarmos insetos sociais, como formigas, faz sentido considerar uma única formiga um agente inteligente, ou a inteligência está de fato em toda a colônia, com uma espécie de cérebro composto de múltiplos cérebros e corpos de formiga interconectados por sinalizações de feromônios e não por sinalizações elétricas?
– Stuart Russell –

A mudança virá lentamente, através das gerações, porque as velhas crenças dificilmente morrem, mesmo quando comprovadamente falsas.
– Edward O. Wilson –

Resistance is futile.
– Borg Collective –

16–24 minutes

Prof. Dr. Maurício Pinheiro, Physics Department, UFMG

Himenópteros: Insetos Eusociais

Charles Darwin (1809-1882), Domínio público. Fonte: Wikimedia Commons.

No livro “Sobre a Origem das Espécies por Meio da Seleção Natural ou Preservação das Raças Favorecidas na Luta pela Vida“, Charles Darwin (1809-1882) apresentou sua revolucionária Teoria da Evolução. Neste livro, ele descreveu meticulosamente inúmeros fenômenos naturais oriundos de observações cuidadosas que apoiam a ideia da Seleção Natural como o principal mecanismo responsável pelas mudanças evolutivas nas espécies ao longo do tempo.

Entre as observações mais emblemáticas de Darwin em seu revolucionário livro estava o fenômeno da escravidão de formigas, uma forma de parasitismo social. Esta intrigante forma de interação entre espécies, na qual uma se aproveita da outra para sobreviver e prosperar é particularmente notável no caso das formigas Polyergus breviceps (formigas vermelhas). Elas são especialistas em parasitar colônias de outras espécies, especialmente as formigas negras (Formica argentea ou Formica fusca). As Polyergus breviceps não são capazes de cuidar de suas próprias crias ou realizar tarefas básicas, como buscar alimento. Em vez disso, elas invadem os ninhos vizinhos das Formicas, roubam suas pupas e as criam como se fossem suas. Os feromônios produzidos pela rainha e pelas operárias Polyergus agem como uma espécie de “máscara química”, confundindo as formigas escravas e fazendo com que elas aceitem o novo ambiente como se fosse o seu verdadeiro lar. As formigas negras, assim escravizadas, acabam trabalhando para as formigas vermelhas, realizando todas as tarefas necessárias para a manutenção da colônia. Esse exemplo demonstra como a adaptação ao ambiente pode levar ao desenvolvimento de estratégias de sobrevivência únicas e surpreendentemente eficazes no mundo animal.

No seu livro revolucionário, Darwin descreveu o parasitismo social, como o das formigas Polyergus breviceps (vermelhas), que escravizam formigas negras (Formica argentea ou Formica fusca). Incapazes de cuidar de si mesmas, as Polyergus invadem colônias vizinhas, roubam pupas e as criam como suas. Os feromônios das Polyergus confundem as formigas escravizadas, que acabam trabalhando para a colônia invasora, ilustrando estratégias de sobrevivência únicas. Embora a vantagem evolutiva do parasitismo seja evidente para as formigas escravagistas, as formigas escravizadas também podem se beneficiar ao enfrentar menos competição por recursos dentro da colônia parasita e ter acesso a recursos que de outra forma não estariam disponíveis. Além disso, sob a proteção das formigas parasitas, elas podem escapar de pressões ambientais adversas, como a falta de alimento ou ataques de predadores. Foto de Alex Wild.
Edward O. Wilson, por Jim Harrison (CC BY 2.5). Fevereiro de 2003. Fonte: Wikimedia Commons.

Avançando cerca de um século, chegamos ao entomologista Edward O. Wilson (1929-2021), que, na minha opinião, foi um dos cientistas mais brilhantes de nossa era. Ele utilizou princípios evolutivos para explicar o comportamento de insetos eusociais da ordem dos Himenópteros (Hymenoptera), que inclui abelhas, vespas e, particularmente, suas descendentes sem asas, as formigas (embora os cupins também sejam insetos eusociais, pertencem a outra ordem, a Blattodea, sendo mais aparentados com as baratas). A palavra “eusocial” usada neste contexto deriva do grego “eu-“ (que significa “verdadeiro” ou “bom”) e “social”, formando um termo aplicado academicamente na descrição da forma mais avançada e complexa de organização social entre insetos.

Diversidade dos Himenópteros. O termo “himenóptero” origina-se do grego antigo, combinando “hymen” (membrana) e “pteros” (asa), refletindo a característica distintiva desses insetos: suas asas finas e membranosas. Esta ordem taxonômica inclui abelhas, formigas e vespas, todos com asas que possuem uma estrutura membranosa (incluindo as rainhas e os machos das formigas). São mais de 153.000 espécies descritas e possivelmente até um milhão de espécies desconhecidas. Alguns estudos sugerem que apenas as formigas podem representar de 15% a 20% da biomassa total de animais terrestres. Por Termininja CCBY-SA4.0. 5 de Fevereiro de 2020. Fonte: Wikimedia Commons.

Wilson desvendou os mecanismos complexos que regem a vida em uma colônia de formigas, revelando uma estrutura social extraordinariamente sofisticada e profundamente organizada. Em uma colônia de formigas, o trabalho é distribuído de forma altamente eficiente, com diferentes castas (como operárias, cuidadoras, soldados e a rainha) desempenhando funções específicas e essenciais para o bom funcionamento da comunidade. As formigas, excetuando-se a rainha, atuam como autômatos (ou escravas/robôs/drones) geneticamente pré-programadas para funcionar como engrenagens em uma grande máquina, dedicando-se incansavelmente a garantir única e exclusivamente a sobrevivência e a perpetuação dos genes da rainha.

O ciclo de vida das formigas começa com a postura de ovos pela rainha, que evoluem para larvas alimentadas pelas operárias. Após passarem por vários estágios larvais, as larvas se transformam em pupas, onde ocorrem mudanças metamórficas para a forma adulta. Os adultos se dividem em três tipos: operárias, que cuidam da colônia e realizam diversas tarefas; machos, que são responsáveis pela reprodução e morrem após o voo nupcial; e rainha, que se dedica exclusivamente à postura de ovos e pode viver por muitos anos. Durante períodos específicos, as rainhas virgens e os machos participam de voos nupciais para acasalar e iniciar novas colônias, completando o ciclo de vida. Na região onde moro no Brasil, os voos nupciais das formigas geralmente ocorrem após um período seco, que antecede a temporada de chuvas fortes. As chuvas amolecem o solo, facilitando a instalação das novas rainhas fecundadas em novas colônias. Esse é o período da invasão das tanajuras (formigas aladas), que são atraídas pela luz. Por ASU Ask A Biologist CCBY-SA3.0, 18 de Junho de 2013. Fonte Wikimedia Commons.

A principal diferença genética entre a rainha e as demais formigas da colônia está relacionada tanto ao sexo quanto à capacidade reprodutiva. Embora a rainha e as operárias (que incluem cuidadoras, soldados e trabalhadoras) sejam diploides, compartilhando o mesmo conjunto básico de genes com dois conjuntos de cromossomos herdados de cada pai, a rainha se destaca por seu desenvolvimento especializado ao produzir ovos férteis, armazenar esperma e fertilizar ovos ao longo de sua vida. As operárias, por sua vez, são estéreis e desempenham funções específicas na colônia. Os machos, que são haploides, possuem apenas um conjunto de cromossomos e têm como única função a reprodução. Eles se desenvolvem a partir de ovos não fertilizados, carregando exclusivamente o material genético da mãe. Essa característica reprodutiva dos insetos é conhecida como haplodiploidia.

“Auto-estrada” de formigas construída à base de feromônios. Uma ferramenta evolutiva crucial dos himenópteros são os feromônios. Esses insetos se comunicam principalmente por meio de substâncias liberadas para transmitir informações. Por exemplo, quando uma formiga encontra uma fonte de alimento, ela libera um feromônio que marca o caminho de volta ao ninho, permitindo que outras formigas sigam a trilha e localizem a comida. Além disso, os feromônios são usados para coordenar outras atividades vitais, como a defesa do ninho contra predadores e o cuidado com a prole. Por David Short de Windsor, Reino Unido CC BY 2.0 24 de maio de 2017. Fonte: Wikimedia Commons.

Um sofisticado mecanismo com profundas implicações na evolução e na seleção natural desses insetos é o altruísmo recíproco das formigas, evidenciado pelo sacrifício dos soldados para proteger a colônia ou pela dedicação incansável das operárias, mesmo quando escravizadas, ao cuidar da prole. Segundo a teoria da seleção natural, indivíduos com características que promovem a sobrevivência e a reprodução têm maior probabilidade de transmitir essas características aos seus descendentes. O altruísmo recíproco das formigas, que envolve ajudar outras integrantes da colônia mesmo ao custo de sacrifícios pessoais, aumenta significativamente as chances de sobrevivência da colônia como um todo, cuja perpetuação depende exclusivamente dos genes da rainha. Dessa forma, os genes que sustentam esse comportamento altruísta são transmitidos às gerações futuras, perpetuando o ciclo evolutivo.

A figura mostra um diagrama que ilustra o conceito de altruísmo recíproco entre duas partes, representadas como “Você” e “Eu”. No contexto do altruísmo recíproco, uma parte (o iniciador) realiza um ato de altruísmo com a expectativa de que a outra parte retribua em um momento futuro. O diagrama enfatiza a troca mútua de benefícios, onde ambas as partes cooperam e se ajudam de forma a maximizar a sobrevivência ou o sucesso mútuo. É um conceito central na biologia evolutiva e em estudos de comportamento social, mostrando como a cooperação pode surgir mesmo entre indivíduos que não são parentes diretos. Por Tomatose (CCBY-SA3.0). 24 de abril de 2014. Fonte: Wikimedia Commons.

Todos os mecanismos evolutivos que caracterizam os insetos eusociais se fundem em um conceito conhecido como “mente coletiva” (hive-mind), que ilustra a extraordinária cooperação e organização desses seres. Resumindo, em uma colônia de formigas, cada membro – seja uma operária, um soldado ou a rainha – desempenha um papel específico e coordenado para garantir o funcionamento harmonioso e o bem-estar da comunidade. A coordenação eficaz e complexa entre os indivíduos é facilitada por sinais químicos que permitem uma comunicação eficiente e decisões coletivas. O que parece ser uma forma de inteligência centralizada é, na realidade, o resultado de interações simples e descentralizadas entre os membros da colônia, com cada ação individual contribuindo para o comportamento emergente do grupo. O fenômeno da “mente coletiva” ou “mente de colmeia” (hive-mind), é uma das maiores conquistas da evolução, permitindo que esses insetos eusociais prosperem em diversos ambientes e enfrentem desafios que seriam impossíveis de superar para indivíduos isolados.

Generalizando

Em uma brilhante e ousada generalização, Wilson argumentou que os mesmos processos evolutivos que moldam as interações sociais nestes insetos também influenciam, em outra escala, o comportamento social em animais complexos, inclusive nos humanos, oferecendo uma nova perspectiva sobre a origem e o desenvolvimento das sociedades e das culturas. Ele argumentou que todo comportamento animal, incluindo o humano, resulta da hereditariedade e que o conceito de livre-arbítrio, promovido pelo dogma sociológico da Tabula Rasa com raízes na Falácia Romântica de Rousseau, falha em reconhecer a influência significativa da genética e da evolução na formação do comportamento e das capacidades humanas. Sociólogos e outros “cientistas” das Ciências Humanas frequentemente rejeitam ideias científicas de campos como biologia e genética, muitas vezes por falta de compreensão desses conceitos. Eles tendem a valorizar retórica e subjetivismo, como se o desconhecimento fosse uma justificativa aceitável para ignorar evidências.

Wilson sustentou ainda que a unidade de seleção é o gene, o elemento fundamental da hereditariedade. Segundo ele, o foco da seleção natural geralmente recai sobre o indivíduo que carrega um conjunto específico de genes. Quando se trata de explicar o comportamento dos insetos eusociais, Wilson propôs uma nova perspectiva: a seleção de grupo, ao invés da limitada seleção de parentes (kin selection), como o principal mecanismo. Essa ideia, segundo ele, já havia sido formulada de maneira preliminar por Darwin. A seleção de grupo considera que os comportamentos que beneficiam o grupo, mesmo às custas do indivíduo, podem ser favorecidos pela seleção natural se contribuírem para a sobrevivência e sucesso do grupo como um todo.

Juntamente com a seleção natural a nível dos indivíduos, a seleção de grupos é responsável pela Evolução Multinível. Enquanto a seleção natural a nível individual foca na sobrevivência e reprodução de indivíduos com características vantajosas, a seleção de grupos atua sobre a eficácia de diferentes grupos em competição uns com os outros. Isso significa que a evolução pode ocorrer não apenas através da adaptação de indivíduos às suas condições ambientais, mas também através da seleção dos grupos mais eficientes e cooperativos. Essa abordagem destaca que a evolução é um processo multifacetado, onde a seleção natural opera em diferentes níveis de organização, desde o indivíduo até o grupo e a população. Assim, a interação entre a seleção individual e a seleção de grupos contribui para a complexidade e diversidade das formas de vida observadas na natureza, demonstrando como diferentes formas de seleção podem atuar simultaneamente para moldar a evolução.

A obra de Edward O. Wilson não apenas ampliou nosso entendimento sobre o mundo das formigas, mas também influenciou profundamente a forma como pensamos sobre a evolução do comportamento social em geral dando origem a uma nova disciplina, a Sociobiologia. O comportamento social destes insetos tem sido estudado extensivamente devido à impressionante divisão de trabalho, comunicação e cooperação entre os indivíduos dentro de uma colônia. No caso dos humanos, pode-se argumentar que as normas sociais reduzem a variação e a competição em nível individual, transferindo assim a seleção para o nível do grupo. As comparações entre o comportamento dos insetos e sistemas políticos, como o fascismo, o nacional-socialismo e o comunismo (em essência idênticos), são inevitáveis, dada a sua aparente tomada de decisão coletiva e a ausência de liberdade individual.

Um exemplo notável é o sucesso da China, que, ao longo de milênios e diversas alternâncias dinásticas, sempre esteve de alguma forma sujeita à doutrina confucionista, mesmo após a revolução comunista. O confucionismo, com seus valores de ordem, hierarquia e moralidade, moldou a China em uma sociedade que valoriza o coletivo sobre o individual, promovendo a harmonia social e a obediência a autoridades, seja na figura do imperador, visto como representante da ordem celestial, ou na imagem divinizada de Mao Tse Tung, que personificam a unidade e a disciplina coletiva (formigas “rainhas”). Esta doutrina ofereceu uma base estável e coerente para a governança e a organização social, demonstrando como um sistema ideológico pode persistir e adaptar-se (evoluindo organicamente) ao longo do tempo, garantindo sua continuidade e estabilidade em uma sociedade em constante transformação. Neste contexto, a evolução é (ainda) predominantemente cultural, e o organismo coletivo em questão é o próprio Estado. Este sistema cultural e político se distingue radicalmente da sociedade ocidental, que valoriza a liberdade individual e a autonomia pessoal. Enquanto as sociedades ocidentais enfatizam o individualismo e a importância dos direitos e escolhas pessoais, o estado em sistemas baseados na evolução cultural coletiva pode priorizar a coesão da comunidade e o bem-estar geral, na maioria das vezes à custa das liberdades individuais.

Antigo instrumento musical chinês, Bianzhong, fotografado na Sala de Música do Departamento de Música Chinesa da Universidade Nacional de Artes de Tainan, Taiwan. O Bianzhong não apenas produz um som imponente e harmonioso, mas também reflete os princípios da doutrina confucionista. O confucionismo, com sua ênfase na ordem, harmonia e respeito às hierarquias, valorizava a música como um meio de cultivar virtudes morais e promover a estabilidade social. Cada sino do Bianzhong deve ser afinado com precisão para criar um conjunto coeso, simbolizando a importância da harmonia e da coordenação, onde cada indivíduo contribui com seu melhor em prol da comunidade como um todo. Esse conceito está profundamente alinhado com os ideais confucionistas (e no ocidente, ao pensamento estóico romano), que enfatizam a cooperação e o dever individual para o bem-estar coletivo. Assim, o Bianzhong não é apenas um artefato cultural, mas também um reflexo dos valores e da filosofia que moldaram a sociedade chinesa antiga, destacando como a harmonia e o esforço individual podem fortalecer a comunidade. Por Huang Zhen, CCBY4.0, 1 de Julho de 2019. Fonte: Wikimedia Commons.

Quando a evolução em grupo se torna mais relevante do que a dos indivíduos, comportamentos que promovem a coesão, cooperação e a sobrevivência do grupo são favorecidos, mesmo que possam prejudicar o sucesso individual. Isso ocorre naturalmente na sociedade humana, pois grupos mais coesos e cooperativos tendem a ter maior sucesso evolutivo, superando aqueles com menor solidariedade interna, como em regimes democráticos. Embora dentro de um grupo a seleção em nível individual continue a favorecer os mais aptos, frequentemente os líderes, características que beneficiam o grupo, como altruísmo e sacrifício pessoal, podem evoluir e se perpetuar, resultando na formação de castas e na hierarquização da sociedade, similar ao que ocorre entre os himenópteros, apesar dessas características serem desvantajosas para o indivíduo isolado.

Em resumo, o conflito eterno entre altruísmo e individualismo é um tema recorrente na evolução biológica multinível e está na raiz do dilema entre o bem-estar coletivo e os direitos individuais, que fundamenta as tensões nos sistemas sociais e políticos. Em sociedades que evoluem culturalmente para valorizar a unidade e a ordem coletiva, o Estado tende a se tornar o principal mecanismo de controle e coordenação, em contraste com as sociedades ocidentais, que promovem a autonomia individual como um princípio fundamental. Essa dualidade tem raízes biológicas profundas, refletidas em nossos genes e influenciando a maneira como interagimos e formamos sociedades.

Mente Coletiva na IA

Nos últimos anos, pesquisadores em inteligência artificial têm se interessado cada vez mais no comportamento social de insetos Hymenoptera como fonte de inspiração para projetar sistemas mais eficazes e adaptáveis. A ideia de inteligência coletiva, inspirada pelas colmeias dos insetos eusociais já é uma realidade em shows com drones, onde um grande número de drones é coordenado para criar apresentações visuais impressionantes e sincronizadas. Nesses shows, cada drone opera de forma autônoma, mas seguindo um conjunto de regras e algoritmos que permitem que todos trabalhem juntos como um único sistema. A coordenação dos drones é gerida por sinais eletromagnéticos (semelhantes a feromônios) e supervisionada por sistemas de inteligência coletiva, que combinam dados de sensores e algoritmos sofisticados de IA. Isso assegura que os drones se movam de forma sincronizada, criem padrões complexos e realizem manobras precisas.

A inteligência coletiva é usada em shows com drones para criar apresentações visuais impressionantes e coordenadas, onde cada drone opera autonomamente com base em algoritmos comuns.

Por outro lado, a ideia de armas autônomas com inteligência coletiva é particularmente preocupante. Embora a tecnologia usada para controlar esses sistemas seja semelhante àquela empregada em shows de drones, a aplicação é drasticamente diferente. Em shows de drones, a coordenação e a precisão são usadas para criar espetáculos visuais fascinantes e seguras. No entanto, quando aplicada a armas autônomas, essa mesma tecnologia permite que múltiplas unidades de combate operem de forma coordenada e autônoma, tomando decisões sobre alvos e estratégias sem intervenção humana direta. Isso levanta sérios riscos e questões éticas, pois a capacidade de armas autônomas para agir de forma independente pode levar a decisões imprevistas e potencialmente devastadoras. A possibilidade de um erro de programação, falhas no sistema ou a manipulação mal-intencionada (hacking) dessas armas pode ter consequências graves, incluindo danos colaterais e escaladas de conflitos. Assim, enquanto a tecnologia pode criar deslumbrantes exibições em um contexto controlado e pacífico, sua aplicação em cenários de combate apresenta desafios complexos e riscos elevados, que demandam uma cuidadosa consideração e regulamentação.

Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) Autônomos

Os pesquisadores de inteligência artificial também têm explorado o uso de algoritmos de otimização que são baseados no comportamento de forrageamento das formigas, para otimizar logística, roteamento de redes de comunicação, transporte, mineração de dados e outros problemas computacionais. A ideia por trás desses algoritmos é imitar a capacidade das formigas de encontrar o caminho mais curto entre o ninho e as fontes de alimento, depositando feromônios para marcar a rota e seguindo as trilhas de outras formigas.

Conclusão:

O uso do comportamento social destes insetos na inteligência artificial abriu novos caminhos para projetar sistemas mais eficientes e adaptáveis, mas é importante reconhecer as limitações dessas analogias. Insetos e sistemas de inteligência artificial diferem de várias maneiras, incluindo sua capacidade de processar informações, comunicar e se adaptar a ambientes em mudança. Portanto, embora o comportamento social dos insetos Hymenoptera possa ser uma valiosa fonte de inspiração, é essencial considerar cuidadosamente a aplicabilidade e as limitações dessas analogias no desenvolvimento de sistemas de inteligência artificial.

Duas questões permanecem: estamos evoluindo para sermos como insetos himenópteros e algum dia seremos escravizados por nossos estados ou mesmo por uma inteligência artificial? Atualmente, estamos dirigindo um ônibus em direção a um abismo, como Stuart Russell apontou. Nossa única esperança é que fiquemos sem combustível antes de alcançá-lo, dando-nos a chance de voltar ou construir uma ponte. A resistência é inútil, até que surja uma espécie mais evoluída como a 8472…

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Leitura sugerida:

Darwin, C. (1831). On the origin of species by means of natural selection, or the preservation of favoured races in the struggle for life (Vol. 11859). London: John Murray.

Hölldobler, B., & Wilson, E. O. (1990). The ants. Harvard University Press.

Wilson, E. O. (2000). Sociobiology: The new synthesis. Harvard University Press.

Drouin, J. M. (2019). A Philosophy of the Insect. Columbia University Press.

http://alaorchaves.com.br/altruismo-reciproco-sua-origem-biologica/

As honras científicas de Edward O. Wilson incluem:

Fonte: Wikipedia

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