Колонията на мравките отвътре - Дебора М. Гордън

Вижте целия урок: http://ed.ted.com/lessons/inside-the-ant-colony-deborah-m-gordon

Мравките имат една от най-сложните социални организации в животинския свят. Те живеят в структурирани колонии, които включват различен тип членове, изпълняващи определени роли. Звучи ли ви познато? Дебора М. Гордън обяснява как тези невероятни същества се размножават, общуват и откриват храна, като хвърля светлина върху това как действията им могат да наподобяват и да дават идеи за собственото ни поведение.

Урок от Дебора М. Гордън, анимация Steve Belfer Creative Inc.

Помислете за всичко, което е необходимо

на едно човешко селище, за да процъфтява:

снабдяване с храна,

построяване на подслон,

отглеждане на деца и т.н.

Трябва да има начин за поделяне на ресурсите,

организиране на общите усилия

и ефикасно разпределение на работата.

Представете си, че трябва да направите
това без никакво планиране

или по-високо ниво на комуникация.

Добре дошли в колонията на мравките.

Мравките имат една от най-сложните
социални организации

в животинския свят.

Те живеят в структурирани колонии,

състоящи се от различен тип членове,

които изпълняват определени роли.

Макар че може и да прилича на
някои човешки общества,

тази организация не произлиза от
решенията на някакво висше ниво,

а е част от биологически програмиран цикъл.

При много видове

всички крилати мъжки и
крилати девствени царици

от всички близки колонии в популацията

напускат мравуняците си

и се срещат на централно място,
за да си изберат партньор,

използвайки феромони, за да се водят
един друг до мястото за размножаване.

След съвокуплението мъжките умират,

а женските се опитват
да основат нова колония.

Малкото, които успяват, се заселват
на подходящо място,

изгубват крилата си

и започват да снасят яйца,

като избирателно оплождат някои със сперма,
запазена от съвокуплението.

От оплодените яйца израстват
женски мравки-работнички,

които се грижат за царицата и яйцата ѝ.

Те, също така, защитават колонията

и търсят храна,

а неоплодените яйца се превръщат
в мъжки мравки,

чиято единствена работа е да чакат,
докато станат готови да напуснат мравуняка

и да се размножат, започвайки цикъла отначало.

Как мравките-работнички решават
какво да правят и кога?

Всъщност, те не решават.

Въпреки че нямат методи за
целенасочена комуникация,

отделните мравки взаимодействат една с друга

чрез докосване, звук и химически сигнали.

Тези стимули служат за много неща -

от сигнал за тревога към останалите,
ако има убита мравка,

до съобщение кога царицата наближава
края на репродуктивния си живот.

Но една от най-впечатляващите
колективни способности на колонията

е старателното и резултатно проучване
на големи площи

без никакъв предварителен план.

Повечето видове мравки виждат слабо
или не виждат въобще

и могат да подушват само близки неща.

Заедно с липсата на прецизна координация,

това би ги направило ужасни изследователи,

но те имат удивително прост начин

за постигане на най-ефективното търсене

чрез промяна на модела си на движение

въз основа на индивидуални взаимодействия.

Когато две мравки се срещнат,

те се усещат една друга
чрез докосване на антените.

Ако има много мравки на малка площ,
това ще става по-често

и те ще реагират като се движат по

по-спираловидни, случайни пътища,
за да търсят по-усърдно.

В по-широко пространство с по-малко мравки,
където срещите са по-редки,

те вървят в права линия,
за да покрият повече площ.

Докато проучва околността по този начин,

една мравка може да се натъкне
на всякакви неща,

от заплахи или врагове до алтернативни
места за мравуняк.

Някои видове имат и друга способност,
известна като "вербуване".

Когато мравка от такъв вид намери храна,

тя ще се върне с нея, маркирайки
пътя си с ароматен химикал.

После други мравки ще тръгнат
по феромонната пътека,

подновявайки я всеки път, когато
намерят храна и се върнат.

Веднага щом храната на това място свърши,

мравките спират да маркират връщането си.

Ароматът се разсейва и пътеката
вече не привлича никого.

Тези примитивни на вид методи
за търсене и донасяне

всъщност са толкова полезни,
че се използват в компютърни модели

за получаване на оптимални решения от
децентрализирани елементи,

които работят на случаен принцип
и си разменят проста информация.

Това има много теоретични
и практически приложения -

от решаването на прочутата задача
на пътуващия търговец

до планирането на изчислителни задачи
и оптимизиране на търсенето в Интернет,

също и възможността групи роботи
да претърсват колективно

минно поле или горяща сграда
без никакъв централен контрол.

Можете пряко да наблюдавате тези
очарователно прости, но ефикасни процеси

в няколко лесни експеримента,

като пуснете мравки в празни пространства
с различна големина

и обърнете внимание на поведението им.

Мравките може и да не гласуват, да не
провеждат срещи или да правят планове,

но ние, хората, все пак
можем да научим нещо

от начина, по който обикновени
същества като тях

действат толкова резултатно
по такива сложни начини.