Mary Allena
Mrówki działają bez określonego przywódcy, który zleca pracę. Jakby było rzeczą oczywistą, poszczególne mrówki podejmują się niezbędnych zadań bez konkretnego przydziału pracy. Są nawet zdolne do prowadzenia skomplikowanych czynności rolniczych. Naukowcy z Melbourne uważają, że my, ludzie, możemy brać przykład z organizacji pracy mrówek, aby odciążyć ruch uliczny i zoptymalizować procesy fabryczne. Mrówki dostarczają również odpowiedzi na filozoficzne pytanie, jak zorganizowane są społeczeństwa.
Wyobraź sobie ruchliwą ulicę z wolnym ruchem. A teraz wyobraź sobie chodnik w pobliżu, gdzie setki mrówek poruszają się bardzo cicho w linii. Podczas gdy kierowcy wściekają się i nie robią nic więcej, mrówki niosą pokarm do gniazda, energicznie współpracują i wykonują swoją pracę.
Profesor Bernd Meyer z wydziału IT na Uniwersytecie Monash w Melbourne poświęcił swoje życie zawodowe mrówkom i ich umiejętnościom wspólnego podejmowania decyzji. „Mrówki podejmują dość skomplikowane decyzje”, wyjaśnia. „Na przykład mrówki znajdują najlepsze źródła pożywienia i najszybszą drogę tam iz powrotem bez ekspertów od logistyki”.
Pojedynczo owady nie są szczególnie sprytne, ale razem potrafią dobrze koordynować swoje działania. Wiele możemy się z tego nauczyć. „Sposób, w jaki mrówki się organizują, może dać nam wgląd w to, jak procesy transportowe mogą przebiegać płynniej, i zapewnić podejście do optymalizacji procesów fabrycznych.
Wykonuj złożone zadania
Kolonie mrówek są czasami porównywane do miast, ponieważ mnóstwo osobników jednocześnie koordynuje różne złożone operacje. Drużyna żerująca tworzy na chodniku kolumnę okruszków, inna drużyna opiekuje się potomstwem, podczas gdy inni budują lub bronią na przykład gniazdo mrówek. Chociaż zadania są koordynowane w bardzo efektywny sposób, „nie siedzi tam nikt, kto rozdziela zadania i mówi: 'Wy dwaj idziecie w kierunku, a wy trzej zajmujecie się obroną'” – mówi profesor Meyer.
„Wszystkie mrówki podejmują indywidualne, mniejsze decyzje, które dotyczą tylko ich najbliższego otoczenia. Nie ma nikogo, kto miałby oko na duży obraz, a jednak kolonia jest postrzegana jako rodzaj superorganizmu. Udaje im się alokować siłę roboczą jako kolonię w taki sposób, aby można było spełnić wszystkie potrzeby i wymagania”. Jak dotąd nikt nie wie dokładnie, jak to działa z mrówkami.
Profesor Meyer bada również formy śluzu, „które nie są owadami społecznymi, ale nadal współpracują”. „Fascynującym aspektem tych ameb jest to, że przez pewien czas żyją jako kolonie oddzielnych komórek, a następnie nagle się łączą. Ta nowa duża komórka ma wiele jąder, a następnie działa jak jeden organizm.
Profesor Meyer współpracuje m.in. z profesorem nadzwyczajnym Martinem Burdem ze Szkoły Nauk Biologicznych Uniwersytetu Monash. Biolodzy i informatycy patrzą na mrówki pod różnymi kątami, ale ich badania „ostatecznie łączą się całkowicie”, według profesora Meyera. „W przypadku biologów nie działa najpierw przeprowadzanie eksperymentów, a następnie przekazywanie danych, abyśmy mogli je następnie przeanalizować. Wszystko odbywa się wspólnie – i to jest ekscytująca część. Znalezienie wspólnego języka zajmuje trochę czasu, ale potem dochodzisz do punktu, w którym myślenie łączy się i powstaje nowa struktura pojęciowa. To przede wszystkim umożliwia nowe odkrycia.”
Jako informatyk interesuje się „odkryciem podstawowych zasad matematycznych”, które kierują zachowaniem mrówek. „Tworzymy algorytmiczny obraz interakcji mrówek. Tylko w ten sposób możemy rozwikłać złożone zachowanie mrówek” – mówi profesor Meyer.
Model zachowania
Naukowcy śledzą poszczególne mrówki, a następnie tworzą model behawioralny dla dziesiątek tysięcy osobników przez dłuższy czas. Próbują powtórzyć to, co widzą w eksperymencie, sprawdzić, czy ich model zgadza się z zebranymi danymi, a następnie użyć modelu do przewidzenia i wyjaśnienia nieobserwowanego zachowania.
Na przykład, badając mrówkę Pheidole megacephala, Meyer odkrył, że gdy znajdą źródło pożywienia, nie tylko zbiegają się tam, jak wiele innych gatunków, ale ponownie rozważają swoją decyzję, gdy pojawią się nowe informacje. „Co się stanie, jeśli damy im lepsze źródło pożywienia? Wiele gatunków zupełnie by to zignorowało, nie mogąc przystosować się do tych zmian. Jednak megacefa Pheidole faktycznie by się odchyliła”.
Kolonie mogły wybrać lepszą alternatywę tylko dlatego, że poszczególne mrówki podjęły złą decyzję. Tak więc poszczególne błędy były ważne dla całej grupy w celu poprawy decyzji. „Nasze modele przewidziały to, zanim znaleźliśmy gatunek, który rzeczywiście to robi” – wyjaśnia profesor Meyer.
„Jeśli dana osoba nie popełnia błędów lub nie postępuje niewłaściwie, myślenie grupowe przejmuje kontrolę i nagle wszyscy robią to samo. Możesz to sformułować matematycznie i wygląda na to, że możesz zastosować wzór matematyczny do innych systemów – zupełnie innych systemów, w tym grup ludzkich”.
Do tej pory zidentyfikowano ponad 12,500 22,000 gatunków mrówek, ale uważa się, że istnieje około XNUMX XNUMX gatunków. „Mrówki odnoszą ogromne sukcesy ekologiczne” – mówi profesor Meyer. „Są prawie wszędzie. To jeden z interesujących aspektów – dlaczego są tak elastyczne?”
Profesor Meyer bada również mrówki liściaste i azjatyckie mrówki tkaczki. Mrówki liściaste nie zjadają liści, które wracają do gniazda – wykorzystują je do celów rolniczych. „Karmią je grzybem, który uprawiają i wykorzystują go jako źródło pożywienia. Znowu jest to bardzo skomplikowany proces do zorganizowania”. Azjatyckie mrówki tkaczki odgrywają ważną rolę w produkcji mango w Queensland, gdzie wykorzystuje się je do naturalnej kontroli szkodników. Według profesora Meyera usługi ekosystemowe świadczone przez mrówki są często niedoceniane.
Ważne role
Profesor Meyer bada również pszczoły, które są znane z ważnej roli w zapylaniu roślin, ale "mrówki są również kluczowym elementem ekosystemu". Na przykład mrówki przygotowują glebę. Rozrzucają nasiona i mogą zwiększyć wydajność rolnictwa. Nie wiadomo jeszcze, w jakim stopniu na mrówki (np. pszczoły) wpływają toksyny środowiskowe i zmiany klimatyczne.
„To jedna z rzeczy, które staramy się zrozumieć. Jeśli presja środowiskowa wzrośnie, co stanie się z mrówkami w Queensland, które są wykorzystywane do produkcji mango? Czy wtedy zobaczymy takie same efekty jak u pszczół?” Mrówki w kolonii zwykle mają tę samą matkę. Z ewolucyjnego punktu widzenia sensowne jest, aby pojedyncza mrówka poświęciła się dla dobra kolonii; Mrówki są absolutnymi graczami zespołowymi.
Ludzie mają znacznie większą potrzebę własnej sprawczości i niezależności. Jednak organizacje podobne do mrówek mogą czasami pomóc w środowisku ludzkim. Profesor Meyer mówi, że wiele branż usprawnia swoje działania, korzystając z algorytmów wywodzących się z zachowania mrówek. Dotyczy to na przykład australijskiego przemysłu winiarskiego.
Mrówki fascynują ludzi. Uważa, że przyczyna tego leży w zajętym, zadaniowym życiu mrówek, co rodzi „większe pytanie filozoficzne. Jak zorganizowane są społeczeństwa? Jak możemy osiągnąć społeczeństwo, w którym jednostki pracują razem dla wspólnego dobra bez dyktowania reguł z góry?”
Czy mrówki potrafią mówić?
Mrówki używają dźwięków do komunikacji. Nawet przepoczwarczone zwierzęta potrafią emitować sygnały akustyczne, co naukowcy byli w stanie udowodnić po raz pierwszy. Mrówki nie są szczególnie rozmowne. Obsługują dużą część ich komunikacji za pośrednictwem substancji chemicznych, tzw. feromonów.
Jak nazywa się mrówka?
Kolonia mrówek ma królową, robotnice i samce. Robotnice są bezpłciowe, co oznacza, że nie są ani mężczyznami, ani kobietami i nie mają skrzydeł.
Jak mrówki wymieniają informacje?
Mrówki karmią się nawzajem zwróconym płynem. Wymieniają ważne informacje dla dobra całej kolonii. Mrówki dzielą się nie tylko pracą, ale także pożywieniem.
Co jest specjalnego w mrówkach?
Mrówka ma sześć nóg i ciało podzielone na trzy części i składa się z głowy, klatki piersiowej i brzucha. Mrówki mogą mieć kolor czerwonawo-brązowy, czarny lub żółtawy w zależności od gatunku. Mają zbroję wykonaną z chityny, bardzo twardej substancji.