Pomyśl o wszystkich rzeczach, które muszą się wydarzyć,
żeby ludzie odnieśli sukces:
o zdobywaniu pożywienia,
budowie domów,
wychowywaniu dzieci i innych.
Musi istnieć system rozdzielania zasobów,
organizacji wysiłków
i efektywnego podziału pracy.
Teraz wyobraź sobie, że trzeba to zrobić bez uprzedniego planowania
czy wyższego poziomu komunikacji.
Witaj w kolonii mrówek.
Mrówki mają jeden z najbardziej złożonych sposobów organizacji społeczeństwa
w królestwie zwierząt,
żyją w zhierarchizowanej kolonii,
w skład której wchodzą różni członkowie
pełniący specyficzne role.
Chociaż może to przypominać ludzkie społeczeństwo,
ten sposób organizacji nie jest efektem niczyjej decyzji,
ale częścią zaprogramowanego cyklu biologicznego.
U wielu gatunków
wszyscy uskrzydleni samce i uskrzydlone królowe, dziewice,
ze wszystkich pobliskich kolonii tej populacji,
każda z innego gniazda,
spotykają się w centralnym miejscu w celu kopulacji,
używając feromonów, by trafić do miejsca rozrodu.
Po kopulacji samce umierają,
a samice próbują utworzyć nową kolonię.
Kilka z nich, którym uda się osiąść w odpowiednim miejscu,
straci skrzydełka
i zacznie składać jaja,
losowo zapładniając niektóre, używając spermy zgromadzonej podczas kopulacji.
Z zapłodnionych jaj powstaną robotnice,
które będą troszczyć się o królową i jej jajeczka.
Potem będą bronić kolonii
i zdobywać pożywienie.
Z niezapłodnionych jajeczek wyklują się samce,
których jedyną rolą jest czekanie, aż będą gotowe opuścić gniazdo
i uczestniczyć w rozmnażaniu, zaczynając cały cykl od początku.
Skąd robotnice wiedzą, co i kiedy mają robić?
Tak naprawdę, to nie wiedzą.
Choć nie mają żadnej metody świadomej komunikacji,
poszczególne mrówki mogą wchodzić ze sobą w interakcje
przez dotyk, dźwięk i sygnały chemiczne.
Dzięki tym bodźcom mogą wiele zdziałać,
od bicia na alarm, kiedy zginie jedna z mrówek,
do sygnalizowania, że królowa zbliża się do kresu swojej płodności.
Ale jedną z najbardziej imponujących grupowych zdolności mrówek
jest gruntowne i efektywne przeszukiwanie ogromnych powierzchni
bez żadnego planu działania.
Większość gatunków mrówek nie widzi albo ma bardzo słaby wzrok
i może jedynie wąchać swoje otoczenie.
Biorąc pod uwagę brak wyższego zarządzania,
wydawałoby się, że beznadziejne z nich poszukiwaczki,
ale jest niesamowicie prosty sposób,
dzięki któremu poszukiwania mrówek są tak skuteczne;
zmieniają swoje wzorce ruchowe
opierając swoje decyzje na pojedynczych interakcjach.
Kiedy dwie mrówki się spotykają,
dotykają się czółkami.
Kiedy na małym terenie jest dużo mrówek, będzie do tego dochodzić często,
co spowoduje, że zaczną poruszać się
w bardziej zawiły sposób, żeby szukać dokładniej.
Ale na dużym terenie, kiedy takie spotkania są rzadsze,
poruszają się po liniach prostych, żeby sprawdzić większy teren.
Poznając środowisko w ten sposób,
mrówka może dowiedzieć się wszystkiego,
od zagrożeń i wrogów, do dogodnych miejsc na mrowisko.
Niektóre gatunki mają inną umiejętność, zwaną naborem.
Kiedy jedna mrówka znajdzie jedzenie,
wraca do mrowiska, zostawiając chemiczne ślady.
Inne mrówki podążą tą feromonową ścieżką
odnawiając ją za każdym razem, kiedy uda im się wrócić z jedzeniem.
Kiedy źródło pokarmu zostanie wyczerpane,
wracając, mrówki przestaną oznaczać drogę.
Ślady wywietrzeją i mrówki nie będą już zainteresowane tym terenem.
Te, zdawałoby się, prymitywne metody szukania i zdobywania pokarmu
są na tyle użyteczne, że zostały wykorzystane w modelach komputerowych
do uzyskiwania optymalnych rozwiązań ze zdecentralizowanych elementów,
działających losowo i wymieniających proste informacje.
Ma to wiele zastosowań teoretycznych i praktycznych,
od rozwiązania słynnego problemu komiwojażera
przez programowanie zadań obliczeniowych i ulepszanie wyszukiwań internetowych,
do umożliwiania grupom robotów przeszukiwania pól minowych
lub płonących budynków bez centralnej kontroli.
Można obserwować ten fascynująco prosty, choć efektywny proces bezpośrednio
dzięki prostym eksperymentom,
pozwalając mrówkom wejść do pustych przestrzeni różnych rozmiarów
i obserwując ich zachowanie.
Może mrówki nie mogą głosować, naradzać się czy planować,
ale my możemy się uczyć ze sposobu
w jaki te proste stworzenia
umieją efektywnie funkcjonować w tak złożony sposób.