Štenci! Sada, kad imam vašu pažnju, teorija kompleksnosti

Ponašanje životinja nije komplikovano, već je kompleksno. Nikolas Peroni izučava pojedinačne životinje dok prate jednostavna pravila koja na kolektivnom nivou prave veće obrasce ponašanja, bilo da su u pitanju škotski terijeri, slepi miševi ili merkati. On posmatra i to kako ova kompleksnost koja je proistekla iz jednostavnosti može da im pomogne da se prilagode novim situacijama u njihovom nastajanju.

Nauka,

nauka nam je omogućila
da toliko saznamo

o granicama univerzuma,

što je ujedno izuzetno važno

i veoma daleko,

a s druge strane mnogo, mnogo bliže,

mnogo više direktno povezano sa nama

da mnoge stvari ne razumemo u potpunosti.

I jedna od njih je zapanjujuća

društvena kompleksnost životinja
koje nas okružuju,

i danas želim da vam ispričam
nekoiko priča

u vezi sa životinjskom kompleksnošću.

Ali prvo, šta je to kompleksnost?

Šta je kompleks?

Kompleks nije komplikovanost.

Nešto komplikovano je sačinjeno
od više manjih delova,

različitih, a svaki od njih

ima tačno utvrđenu ulogu u mašineriji.

Sa druge strane, kompleksan sistem

je sačinjen od velikog broja sličnih delova,

i njihova međusobna interakcija

je ta koja proizvodi
celokupno koherentno ponašanje.

Kompleksni sistemi imaju
mnogo interaktivnih delova

koji se ponašaju u skladu sa jednostavnim,
pojedinačnim pravilima,

a to rezultira pojavom
sistemskih svojstava.

Ponašanje sistema kao celine

ne može se predvideti

posmatranjem pojedinačnih pravila.

Kao što je Aristotel napisao,

"celina je veća od zbira
njenih sastavnih delova".

Sa Aristotela ćemo preći

na konkretniji primer kompleksnog sistema.

Ovo su škotski terijeri.

Na početku sistem je neorganizovan,

Onda dolazi do zbrke: mleko.

Svako od njih počinje da gura
u jednom pravcu

i evo šta se dešava.

Vetrenjača je sistemsko svojstvo

uzajamnog delovanja štenaca

čije je jedino pravilo da zadrže pristup mleku

i zato guraju u nasumičnom pravcu.

Radi se o nalaženju jednostavnih pravila

iz kojih kompleksnost proizilazi.

Ja ovo zovem uprošćavanjem složenosti,

i to je ono što mi na čelu
projektovanja sistema radimo

na ETH univerzitetu u Cirihu.

Skupljamo podatke o životinjskoj populaciji,

analiziramo kompleksne obrasce,
pokušavamo da ih objasnimo.

Potrebni su fizičari
koji rade sa biolozima,

sa matematičarima
i kompjuterskim naučnicima,

i njihova interakcija proizvodi

međugraničnu kompetenciju

za rešavanje ovih problema.

Još jednom, celina je veća

od zbira njenih sastavnih delova.

Na neki način, saradnja

je još jedan primer kompleksnog sistema.

Možda ćete se zapitati

na čijoj sam strani, biologa ili fizičara?

Zapravo, malo je drugačije,

i da bih objasnio moraću da vam ispričam

kratku priču o sebi.

Kad sam bio dete,

voleo sam da gradim stvari,
da pravim složene mašine.

Te sam otišao da studiram
električno inženjerstvo

i robotiku,

i moj projekat na kraju studija

je bio pravljenje robota nazvanog ER-1

koji je izgledao ovako

koji bi sakupljao informacije iz svog okruženja

i koji bi pratio belu liniju na zemlji.

Bio je vrlo, vrlo složen,

ali je odlično radio u našoj sobi za testiranje,

i na dan prezentovanja,
profesori su se okupili da ocene projekat,

Odneli smo ER-1 u sobu za procenu.

Ispostavilo se da je svetlo u toj sobi

malo drugačije.

Robotov vidni sistem se poremetio.

Pri prvom savijanju na liniji,

skrenuo je s puta i zakucao se u zid.

Proveli smo nedelje praveći ga,

i sve što je bilo potrebno da ga uništi

je neznatna promena u boji svetla

u sobi.

Upravo tada sam shvatio

da što složeniju mašinu napraviš,

veća je šansa da neće uspeti

zbog nečeg sasvim neočekivanog.

I odlučio sam, da zapravo,

nisam želeo da pravim komplikovane stvari.

Želeo sam da razumem kompleksnost,

kompleksnost sveta oko nas,

a posebno u životinjskom carstvu.

Što nas dovodi do slepih miševa.

Bahtinov slepi miš je česta vrsta u Evropi.

Oni su vrlo društvene životinje.

Obično se gnezde i spavaju zajedno.

I žive u materinskoj koloniji,

što znači da svakog proleća,

ženke se sastaju nakon zimske hibernacije

i ostaju zajedno oko 6 meseci

da odgajaju mlade,

i sve one nose vrlo mali čip,

što znači da kad god jedna od njih

uđe u jednu od ovih
specijalno opremljenih kutija

znamo gde je,

i što je važnije,

znamo s kim je.

Ja proučavam zajednice
koje se gnezde zajedno,

i to izgleda ovako.

Tokom dana slepi miševi se gnezde

u mnogobrojnim podgrupama
u različitim kutijama.

Može se desiti da je jednog dana

kolonija podeljena u dve kutije,

ali drugog dana

su možda zajedno u jednoj kutiji,

ili su raspoređeni u 3 ili više kutija,

i sve to izgleda prilično haotično.

To se zove dinamika fizije i fuzije,

svojstvo grupe životinja

koje se često razdvajaju i sastavljaju

u različite podgrupe.

Mi sakupimo ove podatke

iz svih ovih različitih dana

i spojimo ih

da bismo izvukli dugoročne
šablone povezivanja

primenjujući tehnike analize mreže

da bismo dobili celokupnu sliku

društvene strukture kolonije.

U redu? Ovako izgleda ova slika.

U ovoj mreži, svi krugovi

su čvorovi, pojedinačni slepi miševi,

a linije između njih

su društvene veze,
povezanost između jedinki.

Ispostavlja se da je ovo
vrlo interesantna slika.

Ova kolonija slepih miševa je podeljena

na dve različite zajednice

koje ne mogu da se predvide

iz dnevne dinamike fizije i fuzije.

Zovemo ih kodirane društvene jedinice.

Što je još interesantnije,

svake godine, oko oktobra,

kolonija se raziđe,

i svi slepi miševi hiberniraju odvojeno,

ali godinu za godinom

kada se u proleće ponovo okupe

zajednice ostaju iste.

Ovi slepi miševi pamte svoje prijatelje

veoma dugo.

Sa mozgom veličine kikirikija,

oni čuvaju samostalne,

dugoročne društvene veze.

Nismo znali da je to moguće.

Znali smo da primati

i slonovi, i delfini mogu to da rade,

ali u poređenju sa slepim miševima
imaju ogromne mozgove.

Pa kako je moguće

da slepi miševi održavaju kompleksne,

stabilne društvene strukture

uz tako ograničene
kognitivne sposobnosti?

I upravo ovde nam kompleksnost
daje odgovor.

Da bismo razumeli ovaj sistem,

napravili smo kompjuterski model
gnežđenja,

zasnovan na jednostavnim,
pojedinačnim pravilima

i simuliranim hiljadama dana

u virtuelnoj koloniji slepih miševa.

To je matematički model,

ali nije komplikovan.

Model nam je pokazao da, ukratko,

svaki slepi miš zna nekoliko pripadnika
druge kolonije

kao svoje prijatelje
i verovatnije je da će

se sa njima gnezditi u kutiji.

Jednostavna, pojedinačna pravila.

Ovo je sve što je potrebno
da bi se objasnila

društvena kompleksnost ovih slepih miševa.

Ali postaje bolje.

Između 2010. i 2011,

kolonija je izgubila više od dve trećine
svojih članova,

verovatno zbog veoma hladne zime.

Naredne godine, nisu oformili
dve zajednice,

kao svake godine,

što bi možda dovelo
do izumiranja cele kolonije

jer je bila previše mala.

Umesto toga, oformili su jednu
kohezivnu duštvenu grupu

koja je omogućila koloniji
da preživi tu sezonu

i da napreduje sledeće dve godine.

Znamo da slepi miševi

nisu svesni da kolonija ovo radi.

Oni samo prate jednostavna
pravila povezivanja,

i iz ove jednostavnosti

proizilazi društvena kompleksnost

koja omogućava koloniji
da bude otpornija

na dramatične promene
u promeni populacije.

I meni je ovo neverovatno.

Sada želim da vam ispričam
još jednu priču,

ali moramo da putujemo iz Evrope

u pustinju Kalahari u Južnoj Africi.

Ovde žive merkati.

Siguran sam da znate šta su merkati.

Oni su fascinantna bića.

Žive u grupama sa vrlo striktnom
društvenom hijerarhijom.

Postoji jedan dominantan par,

i mnogo podređenih,

neki su stražari,

neki su dadilje,

drugi podučavaju mlade, i tako dalje.

Mi smo stavili vrlo male GPS ogrlice

ovim životinjama

da bismo proučavali kako se kreću zajedno,

i kakve ovo ima veze
sa njihovom društvenom strukturom.

I postoji vrlo interesantan primer

kolektivnog kretanja merkata.

Na sredini rezervata u kome žive

postoji put.

Na ovom putu ima automobila,
znači opasno je.

Ali merkati moraju da ga pređu

da bi prešli s jednog mesta hranjenja
na drugo.

Pa smo se zapitali,
kako tačno oni to postižu?

Otkrili smo da je dominantna ženka

uglavnom ta koja predvodi grupu do puta,

ali što se tiče prelaženja puta,

daje prednost podređenima,

kao da im govori:

"Ajde idi, kaži mi da li je bezbedno."

Ono što nisam znao, je zapravo

koja pravila ponašanja merkati slede

prilikom ove promene na ivici grupe

i da li su jednostavna pravila
dovoljna da to objasne.

Tako sam napravio model,
model simuliranih merkata

koji prelaze simulirani put.

To je pojednostavljen model.

Merkati koji se kreću
su kao nasumične čestice

čije je jedinstveno pravilo
da se poravnaju.

Oni se jednostavno kreću zajedno.

Kad ove čestice dođu do puta,

one osete neku vrstu prepreke,

i odbiju se o nju.

Jedina razlika između

dominantne ženke, ovde prikazane crveno,

i ostalih jedinki,

je ta što je za nju visina prepreke,

što je zapravo rizik
koji predstavlja put,

neznatno veća,

i ova mala razlika

u indvidiualnom pravilu kretanja

je dovoljna da se objasni ono što vidimo,

da dominantna ženka

vodi njenu grupu do puta,

a onda daje prednost drugima

kako bi oni prešli prvi.

Džordž Boks, engleski statističar,

jednom je napisao: "Svi modeli su lažni,

ali neki su korisni."

I zapravo, ovaj model je očigledno lažan,

jer u stvarnosti, merkati su sve
osim nasumičnih čestica.

Ali je takođe koristan,

jer nam otkriva da ekstremna jednostavnost

u pravilima kretanja na nivou jedinke

može rezultirati velikom kompleksnošću

na nivou grupe.

Ponovo, to je uprošćavanje kompleksnosti.

Želeo bih da dam zaključak o tome

zašto je ovo važno za celu vrstu.

Kad dominantna ženka

da prednost podređenom

to nije iz pristojnosti.

Zapravo, dominantna ženka

je ekstremno važna za koheziju grupe.

Ako ona umre na putu
cela grupa je izložena riziku.

Ovo ponašanje izbegavanja rizika

je vrlo star evolutivni odgovor.

Ovi merkati oponašaju naprednu taktiku

koja je stara hiljadama generacija,

i prilagođavaju je savremenim rizicima,

u ovom slučaju putu koji su izgradili ljudi.

Prilagođavaju vrlo jednostavna pravila,

i rezultirajuće kompleksno ponašanje

im omogućava da se odupru
ljudskom prodiranju

u njihovo prirodno stanište.

Na kraju,

to mogu biti slepi miševi
koji menjaju društvenu strukturu

kao odgovor na smanjenje populacije,

ili merkati,

koji pokazuju neviđene adaptacije
na ljudski put,

ili to može biti druga vrsta.

Moja poruka ovde, i nije komplikovana,

već jednostavna,
puna čuđenja i nadanja.

Moja poruka je da životinje

pokazuju neverovatnu
društvenu kompleksnost

i to im omogućava da se prilagode

i odgovore na promene
u njihovom okruženju.

U tri reči, u životinjskom carstvu,

jednostavnost vodi kompleksnosti

što vodi do otpornosti.

Hvala.

(Aplauz)

Dania Gerhard: Nikolase, mnogo ti hvala

na ovom sjajnom početku.
Malo si nervozan?

Nikola Peroni: Dobro sam, hvala.

DG: Super. Sigurna sam
da su mnogi ljudi iz publike

pokušali da pronađu vezu

između životinja koje si pominjao -

slepih miševa, merkata - i ljudi.

Izneo si neke primere:

ženke su društvene,

ženke su dominantne,

nisam sigurna ko kako razmišlja.

Da li je u redu praviti te asocijacije?

Da li ovde postoje stereotipi

koji važe za sve vrste?

NP: Pa, rekao bih da postoje

i suprotni primeri ovim stereotipima.

Na primer, kod morskih konja i koala,

mužjaci su zapravo ti koji uvek
brinu o mladuncima.

Naravoučenije je,
da je često teško,

a ponekad i pomalo opasno,

povlačiti paralele između ljudi
i životinja.

To je to.

DG: U redu. Mnogo ti hvala
za ovaj sjajan početak.

Hvala, Nikola Peroni.