W kolonii mrówek - Deborah M. Gordon

Zobacz całą lekcję: http://ed.ted.com/lessons/inside-the-ant-colony-deborah-m-gordon

Mrówki mają jedno z najbardziej złożonych społeczeństw w królestwie zwierząt; żyją w zhierarchizowanych koloniach, gdzie różni członkowie pełnią specyficzne role. Brzmi znajomo? Deborah M. Gordon wyjaśnia jak te nadzwyczajne stworzenia się rozmnażają, komunikują i szukają pożywienia, rzucając światło na to, jak ich zachowania mogą imitować nasze i pomóc nam zdawać sobie z nich sprawę.

Lekcja: Deborah M. Gordon, animacja: Steve Belfer Creative Inc.

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.