מה אנחנו יכולים ללמוד מנמלים?

נמלים פועלות ללא מנהיג מוגדר המקצה את העבודה. כאילו זה מובן מאליו, הנמלים הבודדות לוקחות על עצמן את המשימות הדרושות ללא מטלת עבודה ספציפית. הם אפילו מסוגלים לבצע פעילויות חקלאיות מורכבות. מדענים במלבורן סבורים שאנו, בני האדם, יכולים לקחת דוגמה מארגון העבודה של הנמלים על מנת להקל על התנועה ולייעל את תהליכי המפעל. הנמלים גם מספקות תשובה לשאלה הפילוסופית כיצד מאורגנות חברות.

דמיינו רחוב סואן עם תנועה איטית. ועכשיו דמיינו מדרכה סמוכה שבה מאות נמלים נעות בשקט בשקט. בזמן שהנהגים מבעבעים ולא עושים דבר אחר, הנמלים נושאות את מזונן לקן, משתפות פעולה במרץ ועושות את עבודתן.

פרופסור ברנד מאייר מהמחלקה ל-IT באוניברסיטת מונאש במלבורן הקדיש את חיי העבודה שלו לנמלים ולכישורי קבלת החלטות בשיתוף פעולה. "הנמלים מקבלות החלטות די מסובכות", הוא מסביר. "לדוגמה, הנמלים מוצאות את מקורות המזון הטובים ביותר ואת הדרך המהירה ביותר הלוך ושוב ללא מומחים לוגיסטיים".

בנפרד, החרקים אינם חכמים במיוחד, אך יחד הם יכולים לתאם היטב את פעילותם. יש הרבה שאנחנו יכולים ללמוד מזה. "הדרך שבה נמלים מתארגנות יכולה לתת לנו תובנה כיצד תהליכי הובלה יכולים להתנהל בצורה חלקה יותר ולספק גישות אופטימיזציה לתהליכי המפעל.

להתמודד עם משימות מורכבות

לפעמים משווים מושבות נמלים לערים מכיוון שמספר עצום של פרטים מתאמים בו זמנית פעולות מורכבות שונות. צוות המזון יוצר את עמוד פירורי הלחם על המדרכה, צוות אחר מטפל בצאצאים, בעוד אחרים בונים או מגינים על קן הנמלים, למשל. למרות שהמשימות מתואמות בצורה יעילה ביותר, "לא יושב שם מי שמחלק את המשימות ואומר 'שניכם הולכים לכיוון ושלושתם דואגים להגנה'", אומר פרופסור מאיר.

"כולן הנמלים מקבלות החלטות אינדיבידואליות, קטנות יותר, המתייחסות רק לסביבתן הקרובה. אין מי שפוקח עין על התמונה הגדולה ובכל זאת למושבה יש את הסקירה כסוג של אורגניזם על. הם מצליחים להקצות את כוח האדם כמושבה בצורה כזו שניתן לענות על כל הצרכים והדרישות”. עד כה, אף אחד לא יודע בדיוק איך זה עובד עם הנמלים.

פרופסור מאייר גם חוקר צורות של רפש, "שאינן חרקים חברתיים, אבל עדיין עובדים יחד". "ההיבט המרתק של האמבות הללו הוא שהן חיות כמושבות של תאים נפרדים למשך תקופה, ואז פתאום מתמזגים. לתא גדול חדש זה יש גרעינים מרובים ולאחר מכן פועל כאורגניזם יחיד.

פרופסור מאייר עובד בין היתר עם פרופסור חבר מרטין בורד מבית הספר למדעי הביולוגיה באוניברסיטת מונש. ביולוגים ומדעני מחשב מסתכלים על הנמלים מזוויות שונות, אבל המחקר שלהם "בסופו של דבר מתמזג לחלוטין", לדברי פרופסור מאייר. "זה לא עובד לביולוגים לעשות קודם כל את הניסויים שלהם ואז להעביר את הנתונים שלהם כדי שנוכל לנתח אותם. הכל נעשה בשיתוף פעולה - וזה החלק המרגש. לוקח זמן למצוא שפה משותפת, אבל אז מגיעים לנקודה שבה החשיבה מתמזגת ונוצרת מסגרת מושגית חדשה. זה מה שמאפשר תגליות חדשות מלכתחילה".

כמדען מחשבים, הוא מעוניין "להבין את העקרונות המתמטיים הבסיסיים" המניעים את התנהגות הנמלים. "אנחנו יוצרים מבט אלגוריתמי של הדרך שבה הנמלים מתקשרות. רק כך נוכל לפענח את ההתנהגות המורכבת של הנמלים", אומר פרופסור מאייר.

מודל התנהגות

מדענים עוקבים אחר נמלים בודדות ולאחר מכן יוצרים מודל התנהגותי לעשרות אלפי פרטים לאורך תקופה ממושכת. הם מנסים לשחזר את מה שהם רואים בניסוי, לוודא שהמודל שלהם מתאים לנתונים שנאספו, ואז להשתמש במודל כדי לחזות ולהסביר התנהגות שלא נצפתה.

לדוגמה, בחקר נמלת ה-Pheidole megacephala, מאייר גילה שכשהם מוצאים מקור מזון, הם לא רק מתכנסים לשם כמו מינים רבים אחרים, אלא שוקלים מחדש את החלטתם כאשר מידע חדש מתגלה. "מה יקרה אם ניתן להם מקור מזון טוב יותר? מינים רבים יתעלמו מכך לחלוטין, ללא יכולת להסתגל לשינויים הללו. עם זאת, המגאצפלה הפידולית למעשה תסטה."

המושבות יכלו לבחור רק בחלופה הטובה יותר מכיוון שנמלים בודדות קיבלו החלטה גרועה. אז טעויות אינדיבידואליות היו חשובות עבור הקבוצה כולה כדי לשפר החלטות. "המודלים שלנו חזו את זה עוד לפני שמצאנו מין שבאמת עושה את זה", מסביר פרופסור מאייר.

"אם הפרט לא עושה טעויות או פועל בצורה לא הולמת, החשיבה הקבוצתית משתלטת ופתאום כולם עושים את אותו הדבר. אתה יכול לנסח את זה מתמטית ונראה שאתה יכול ליישם את הנוסחה המתמטית על מערכות אחרות - מערכות שונות לחלוטין, כולל קבוצות אנושיות".

יותר מ-12,500 מיני נמלים זוהו עד כה, אך מאמינים שקיימים כ-22,000. "נמלים מצליחות להפליא מבחינה אקולוגית", אומר פרופסור מאייר. "הם כמעט בכל מקום. זה אחד ההיבטים המעניינים - למה הם כל כך ניתנים להתאמה?"

פרופסור מאייר חוקר גם את נמלת חותכת העלים ואת הנמלה האורגת האסיאתית. נמלים חותכות עלים לא אוכלות את העלים שמחזירים את עצמן לקן שלהן - הן משתמשות בהן לחקלאות. "הם מאכילים אותם בפטרייה שהם מגדלים ומשתמשים בה כמקור מזון. שוב, זהו תהליך מאוד מסובך לארגון". נמלים אורגות אסייתיות חשובות לייצור מנגו בקווינסלנד, שם הן משמשות להדברה טבעית. לדברי פרופסור מאייר, לעיתים קרובות מזלזלים בשירותי המערכת האקולוגית שמספקות הנמלים.

תפקידים חשובים

פרופסור מאייר חוקר גם דבורים, שידועות בתפקידן החשוב בהאבקת צמחים, אבל 'נמלים הן גם מרכיב מרכזי של המערכת האקולוגית'. נמלים, למשל, מכינות את האדמה. הם מפזרים זרעים ויכולים להגביר את הפריון החקלאי. עדיין לא ידוע באיזו מידה נמלים (כמו דבורים) מושפעות מרעלנים סביבתיים ושינויי אקלים.

"זה אחד הדברים שאנחנו מנסים להבין. אם הלחצים הסביבתיים גדלים, מה קורה לנמלים בקווינסלנד, למשל, המשמשות לייצור מנגו? האם אז נראה את אותן ההשפעות כמו אצל הדבורים?" לנמלים במושבה יש בדרך כלל את אותה האם. מנקודת מבט אבולוציונית, הגיוני שהנמלה הפרטית תקריב את עצמה לטובת המושבה; נמלים הן שחקני קבוצה מוחלטים.

לאנשים יש צורך הרבה יותר גדול בסוכנות ובעצמאות משלהם. עם זאת, ארגונים דמויי נמלים יכולים לפעמים לעזור בסביבה האנושית. פרופסור מאייר אומר כי תעשיות רבות משפרות את פעילותן על ידי שימוש באלגוריתמים שמקורם בהתנהגות נמלים. זה כולל, למשל, את תעשיית היין האוסטרלית.

נמלים מרתקות אנשים. הוא חושב שהסיבה לכך נעוצה בחייהן העמוסים והממוקדים במשימה של נמלים, מה שמעלה "שאלה פילוסופית גדולה יותר. כיצד מאורגנות חברות? כיצד נוכל להשיג חברה שבה יחידים פועלים יחד למען הכלל מבלי להכתיב כללים מלמעלה?"

האם נמלים יכולות לדבר?

נמלים משתמשות בצלילים כדי לתקשר. אפילו בעלי חיים שהתגלגלו מצליחים לפלוט אותות אקוסטיים, כפי שהצליחו החוקרים להוכיח בפעם הראשונה. לא ידוע שנמלים מדברות במיוחד. הם מטפלים בחלק גדול מהתקשורת שלהם באמצעות חומרים כימיים, מה שנקרא פרומונים.

מה שמה של נקבת הנמלה?

במושבת נמלים יש מלכה, פועלים וזכרים. העובדים הם חסרי מין, כלומר הם לא זכר ולא נקבה, ואין להם כנפיים.

איך נמלים מחליפות מידע?

נמלים מאכילות זו את זו נוזל מוחזר. הם מחליפים מידע חשוב לרווחתה של המושבה כולה. נמלים לא רק חולקות את העבודה, אלא גם את האוכל.

מה מיוחד בנמלים?

לנמלה שש רגליים וגוף המחולק לשלושה חלקים ומורכב מראש, בית חזה ובטן. נמלים יכולות להיות בצבע חום-אדמדם, שחור או צהבהב בהתאם למין. יש להם שריון עשוי כיטין, חומר קשה מאוד.