Mērija Alena
Skudras darbojas bez noteikta vadītāja, kas uzdod darbu. It kā pašsaprotami, atsevišķas skudras uzņemas nepieciešamos uzdevumus bez konkrēta darba uzdevuma. Viņi pat spēj veikt sarežģītas lauksaimniecības darbības. Melburnas zinātnieki uzskata, ka mēs, cilvēki, varam ņemt piemēru no skudru darba organizācijas, lai atvieglotu satiksmi un optimizētu rūpnīcas procesus. Skudras sniedz arī atbildi uz filozofisko jautājumu par to, kā tiek organizētas sabiedrības.
Iedomājieties rosīgu ielu ar lēnu satiksmi. Un tagad iedomājieties blakus ietvi, kur simtiem skudru ļoti klusi kustas rindā. Kamēr autobraucēji kūsā un neko citu nedara, skudras nes barību uz ligzdu, enerģiski sadarbojas un dara savu darbu.
Profesors Bernds Meiers no Melburnas Monašas universitātes IT nodaļas savu darba mūžu ir veltījis skudrām un viņu sadarbības lēmumu pieņemšanas prasmēm. "Skudras pieņem diezgan sarežģītus lēmumus," viņš skaidro. "Piemēram, skudras bez loģistikas ekspertiem atrod labākos pārtikas avotus un ātrāko ceļu turp un atpakaļ."
Atsevišķi kukaiņi nav īpaši gudri, bet kopā viņi var labi koordinēt savu darbību. No tā mēs varam daudz mācīties. “Skudras organizēšanās veids var sniegt mums ieskatu par to, kā transportēšanas procesi var noritēt raitāk un nodrošināt optimizācijas pieejas rūpnīcas procesiem.
Risiniet sarežģītus uzdevumus
Skudru kolonijas dažreiz tiek salīdzinātas ar pilsētām, jo neskaitāmi indivīdi vienlaikus koordinē dažādas sarežģītas darbības. Barības meklētāju komanda veido rīvmaizes kolonnu uz ietves, cita komanda rūpējas par pēcnācējiem, bet citi veido vai aizstāv, piemēram, skudru ligzdu. Lai gan uzdevumi tiek koordinēti ļoti efektīvi, "nav neviena, kas sēdina uzdevumus un saka: "Jūs abi ejiet virzienā, un jūs trīs rūpējieties par aizsardzību," saka profesors Meiers.
“Visas skudras pieņem individuālus, mazākus lēmumus, kas attiecas tikai uz viņu tuvāko apkārtni. Nav neviena, kas uzraudzītu kopējo attēlu, un tomēr kolonijai ir pārskats kā sava veida superorganisms. Viņiem izdodas sadalīt darbaspēku kā koloniju tā, lai varētu apmierināt visas vajadzības un prasības. Pagaidām neviens precīzi nezina, kā tas patiesībā darbojas ar skudrām.
Profesors Meiers pēta arī gļotu formas, "kas nav sociāli kukaiņi, bet tomēr darbojas kopā". "Šo amēbu aizraujošais aspekts ir tas, ka tās kādu laiku dzīvo kā atsevišķu šūnu kolonijas un pēc tam pēkšņi saplūst. Šai jaunajai lielajai šūnai ir vairāki kodoli, un pēc tam tā darbojas kā viens organisms.
Profesors Meiers strādā ar asociēto profesoru Martinu Burdu no Monašas universitātes Bioloģijas zinātņu skolas, cita starpā. Biologi un datorzinātnieki aplūko skudras no dažādiem leņķiem, taču saskaņā ar profesora Meyer teikto, viņu pētījumi "galu galā pilnībā saplūst". "Biologi vispirms veic savus eksperimentus un pēc tam nodod savus datus, lai mēs varētu tos analizēt. Viss tiek darīts sadarbojoties – un tā ir aizraujošākā daļa. Kopīgas valodas atrašana aizņem kādu laiku, bet tad nonāk līdz punktam, kad domāšana saplūst un rodas jauns konceptuāls ietvars. Tas, pirmkārt, padara iespējamus jaunus atklājumus.
Kā datorzinātnieks viņu interesē "noskaidrot matemātiskus pamatprincipus", kas virza skudru uzvedību. "Mēs izveidojam algoritmisku skatu uz veidu, kā skudras mijiedarbojas. Tas ir vienīgais veids, kā mēs varam atšķetināt skudru sarežģīto uzvedību,” saka profesors Meiers.
Uzvedības modelis
Zinātnieki izseko atsevišķas skudras un pēc tam izveido uzvedības modeli desmitiem tūkstošu indivīdu ilgākā laika periodā. Viņi mēģina atkārtot to, ko viņi redz eksperimentā, pārbauda, vai viņu modelis atbilst savāktajiem datiem, un pēc tam izmanto modeli, lai prognozētu un izskaidrotu nenovēroto uzvedību.
Piemēram, pētot Pheidole megacephala skudru, Meyer atklāja, ka tad, kad viņi atrod barības avotu, viņi ne tikai saplūst tur tāpat kā daudzas citas sugas, bet arī pārdomā savu lēmumu, kad kļūst pieejama jauna informācija. "Kas notiks, ja mēs viņiem dosim labāku pārtikas avotu? Daudzas sugas to pilnībā ignorētu, nespējot pielāgoties šīm izmaiņām. Tomēr Pheidole megacephala faktiski novirzītos.
Kolonijas varēja izvēlēties tikai labāku alternatīvu, jo atsevišķas skudras pieņēma sliktu lēmumu. Tātad individuālas kļūdas bija svarīgas grupai kopumā, lai uzlabotu lēmumus. "Mūsu modeļi to paredzēja pat pirms mēs atradām sugu, kas faktiski to dara," skaidro profesors Meiers.
“Ja indivīds nepieļauj kļūdas vai rīkojas neatbilstoši, pārņem grupu domāšana un pēkšņi visi dara vienu un to pašu. Jūs varat to noformulēt matemātiski, un izskatās, ka jūs varat piemērot matemātisko formulu citām sistēmām - pilnīgi dažādām sistēmām, tostarp cilvēku grupām.
Līdz šim ir identificētas vairāk nekā 12,500 22,000 skudru sugu, bet tiek uzskatīts, ka pastāv aptuveni XNUMX XNUMX. "Skudras ir neticami veiksmīgas ekoloģiski," saka profesors Meiers. "Tie ir gandrīz visur. Tas ir viens no interesantajiem aspektiem – kāpēc tie ir tik pielāgojami?
Profesors Meiers pēta arī lapu griezēju skudru un Āzijas audēju skudru. Lapu cirtējas skudras neēd tās lapas, kas atgriežas ligzdā – tās izmanto lauksaimniecībā. "Viņi baro tos ar sēnēm, ko viņi audzē, un izmanto to kā pārtikas avotu. Atkal, tas ir ļoti sarežģīts process, ko organizēt. Āzijas audēju skudras ir svarīgas mango ražošanā Kvīnslendā, kur tās izmanto dabiskai kaitēkļu kontrolei. Pēc profesora Meiera teiktā, skudru sniegtie ekosistēmu pakalpojumi bieži tiek novērtēti par zemu.
Svarīgas lomas
Profesors Meiers arī pēta bites, kuras ir pazīstamas ar savu nozīmīgo lomu augu apputeksnēšanā, taču "skudras ir arī galvenais ekosistēmas elements". Skudras, piemēram, sagatavo augsni. Tie izkaisa sēklas un var palielināt lauksaimniecības produktivitāti. Vēl nav zināms, cik lielā mērā skudras (piemēram, bites) ietekmē vides toksīni un klimata pārmaiņas.
"Tā ir viena no lietām, ko mēs cenšamies saprast. Ja palielinās vides spiediens, kas notiek, piemēram, ar skudrām Kvīnslendā, kuras izmanto mango ražošanai? Vai tad mēs redzēsim tādas pašas sekas kā ar bitēm? Kolonijā esošajām skudrām parasti ir viena un tā pati māte. No evolūcijas viedokļa ir loģiski, ka atsevišķai skudrai ir jāupurē sevi kolonijas labā; Ants ir absolūti komandas spēlētāji.
Cilvēkiem ir daudz lielāka vajadzība pēc savas rīcības brīvības un neatkarības. Tomēr skudrām līdzīgas organizācijas dažkārt var palīdzēt cilvēku vidē. Profesors Meiers saka, ka daudzas nozares uzlabo savu darbību, izmantojot algoritmus, kas iegūti no skudru uzvedības. Tas ietver, piemēram, Austrālijas vīna nozari.
Skudras aizrauj cilvēkus. Viņš domā, ka iemesls tam ir skudru aizņemtajā, uz uzdevumiem orientētajā dzīvē, kas rada "lielāku filozofisku jautājumu. Kā tiek organizētas biedrības? Kā mēs varam izveidot sabiedrību, kurā indivīdi strādā kopā kopējam labumam, nediktējot noteikumus no augšas?
Vai skudras var runāt?
Skudras saziņai izmanto skaņas. Pat kucēniem izdodas izstarot akustiskus signālus, kā to pirmo reizi izdevās pierādīt pētniekiem. Nav zināms, ka skudras ir īpaši runīgas. Lielu daļu saziņas viņi veic, izmantojot ķīmiskas vielas, tā sauktos feromonus.
Kā sauc skudru mātīti?
Skudru kolonijā ir karaliene, strādnieki un tēviņi. Strādnieki ir bez dzimuma, tas nozīmē, ka viņi nav ne vīrieši, ne sievietes, un viņiem nav spārnu.
Kā skudras apmainās ar informāciju?
Skudras baro viena otru ar šķidrumu. Viņi apmainās ar svarīgu informāciju visas kolonijas labklājībai. Skudras dalās ne tikai ar darbu, bet arī ar pārtiku.
Ar ko skudras ir īpašas?
Skudrai ir sešas kājas un ķermenis, kas ir sadalīts trīs daļās un sastāv no galvas, krūškurvja un vēdera. Atkarībā no sugas skudras var būt sarkanbrūnas, melnas vai dzeltenīgas krāsas. Viņiem ir bruņas, kas izgatavotas no hitīna, ļoti cietas vielas.