Efeito Ringelmann: as formigas-tecelãs e a "catraca de força"

Já alguma vez participou num projecto de grupo grande? É fácil pensar que, quanto mais pessoas entram, melhor e mais depressa o trabalho avança.

Na prática, quando o número de elementos aumenta, a eficácia de cada pessoa não sobe. Nem sequer se mantém: tende a diminuir. Ou seja, mais mãos podem ajudar, mas demasiadas acabam por atrapalhar.

Este paradoxo chama-se efeito Ringelmann, em homenagem ao engenheiro francês Max Ringelmann, que o descreveu nos finais do século XIX.

Ao medir a força exercida por estudantes a puxarem uma corda, Ringelmann observou que, à medida que mais estudantes se juntavam, a força total aplicada crescia - mas o esforço médio por indivíduo baixava.

Segundo esta explicação clássica, a queda no desempenho individual resulta sobretudo de dois factores: por um lado, coordenar equipas maiores é mais difícil; por outro, existe o fenómeno de "social loafing", isto é, a tendência para reduzir o esforço quando a responsabilidade individual parece diluída no grupo.

Ainda assim, muitas espécies animais - de cardumes de peixes a alcateias de leões - cooperam com sucesso em grupos grandes. Será que conseguem, de algum modo, contornar esta perda de eficiência?

Se houver um animal capaz de o fazer, são as formigas. Num novo estudo publicado na Current Biology, procurámos perceber se as cadeias das formigas-tecelãs eram afectadas pelo efeito Ringelmann.

Trabalho em grupo - para formigas

As formigas são mestres da acção colectiva, conseguindo coordenar tarefas complexas em colónias que podem chegar a milhões de indivíduos. Entre as várias espécies, as formigas-tecelãs (Oecophylla smaragdina) destacam-se.

Estas formigas constroem ninhos nas copas das árvores, puxando folhas vivas umas para as outras e "cosendo-as" com seda produzida por larvas. Para isso, organizam-se em "pulling chains": cada formiga agarra, com as mandíbulas, a “cintura” de outra e todas puxam ao mesmo tempo.

A vantagem mecânica destas cadeias nunca tinha sido estudada.

No nosso trabalho, incentivámos as formigas a formarem cadeias para puxar uma folha artificial de papel ligada a um medidor de força, que registava continuamente a força colectiva produzida. À medida que formigas entravam e saíam da equipa de tração, foi possível acompanhar em tempo real como o desempenho do grupo se alterava.

Partimos da hipótese de que a força por indivíduo diminuiria conforme as cadeias crescessem, uma ideia em linha com estudos anteriores em formigas. Por exemplo, sabe-se que as formigas-de-fogo (Solenopsis invicta) se unem em bolas pegajosas, semelhantes a jangadas, para sobreviver a inundações.

Quando investigadores separaram bolas de diferentes tamanhos, os grupos maiores revelaram sinais do efeito Ringelmann, resistindo menos por formiga à medida que o tamanho do grupo aumentava.

Para nossa surpresa, ao acrescentarem-se mais formigas-tecelãs à equipa de tração, a força total subiu como seria de esperar - mas a força por formiga também aumentou. Em vez de perderem eficácia individual, as formigas tornaram-se mais eficientes à medida que a equipa crescia.

Ao que tudo indica, as formigas-tecelãs não só evitam o efeito Ringelmann como são "superefficient" no trabalho em equipa.

Uma divisão de tarefas

Como é que as formigas-tecelãs conseguem esta supereficiência? Será simplesmente o resultado de juntar mais formigas?

Não obrigatoriamente.

Tudo indica que a supereficiência depende da forma como o grupo se organiza. O melhor desempenho surgiu quando as formigas se dispunham numa única cadeia comprida, e não em várias cadeias curtas.

Reparámos ainda que a postura variava consoante a posição na cadeia. As formigas na parte traseira estendiam as patas traseiras - uma postura que as ajuda a resistir passivamente à força contrária exercida pela folha.

Já as formigas no meio ou na frente mantinham uma postura mais baixa e flectida, normalmente associada ao puxar activo. Este padrão sugeria uma divisão de trabalho dentro das cadeias.

No estudo, propomos um mecanismo a que chamamos "force ratchet". O elo mais fraco das cadeias de tração não parece ser a ligação entre formigas, mas sim a aderência ao solo.

Quando puxa sozinha, a força máxima que uma formiga consegue exercer fica limitada pelo facto de escorregar. Porém, numa cadeia, as formigas de trás podem funcionar como resistentes passivas, aumentando o contacto com o chão e reduzindo a probabilidade de derrapagem.

Assim, as formigas da frente conseguem puxar com mais força, acumulando e transmitindo essa força ao longo da própria cadeia. Esta divisão de tarefas “trava” a força e evita o recuo.

Mais é diferente

Embora seja um modelo ainda especulativo, esta explicação oferece uma perspectiva nova e convincente sobre como as equipas podem ultrapassar a armadilha comum do efeito Ringelmann - pelo menos quando a tarefa depende da aplicação de força física.

Para confirmar a nossa hipótese do "force ratchet", serão essenciais experiências futuras, como alterar o grau de escorregamento do chão ou variar o peso da folha.

As implicações do nosso trabalho são amplas, sobretudo na área da robótica autónoma. Na robótica de enxames, equipas de robôs pequenos e baratos são concebidas para colaborar e alcançar objectivos que ultrapassam as capacidades de qualquer membro isolado.

No entanto, até hoje, as equipas de robôs a puxar alcançaram, no melhor dos casos, um aumento linear: ao duplicar o número de robôs, duplica-se a força produzida. Isto sugere que os robôs podem não estar a sofrer do efeito Ringelmann, mas também não são "superefficient".

Programar robôs com estratégias inspiradas nas formigas - como o "force ratchet" das formigas-tecelãs - poderá aumentar o desempenho e permitir que as máquinas sejam mais do que a soma das suas partes.

O nosso estudo também põe em causa a ideia de que o efeito Ringelmann é universal. Por vezes, no trabalho em equipa, mais não é apenas mais: é diferente. E, pelo menos para alguns animais, mais pode mesmo ser melhor. Se as formigas-tecelãs fossem cozinheiros, seria justo dizer que fariam um caldo exemplar.

Chris R. Reid, ARC Future Fellow, Ecologia Comportamental, Macquarie University e Daniele Carlesso, Bolseiro de Pós-Doutoramento, Max Planck Institute of Animal Behavior

Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.