Мері Аллен
Мурахи діють без визначеного лідера, який доручає роботу. Наче це було само собою зрозумілим, окремі мурахи беруться за необхідні завдання без конкретного робочого завдання. Вони навіть здатні до складної сільськогосподарської діяльності. Вчені з Мельбурна вважають, що ми, люди, можемо взяти приклад з організації роботи мурах, щоб розвантажити трафік і оптимізувати заводські процеси. Мурахи також дають відповідь на філософське питання про те, як влаштовані суспільства.
Уявіть собі жваву вулицю з повільним рухом. А тепер уявіть тротуар неподалік, де сотні мурашок дуже тихо рухаються шеренгою. Поки автомобілісти димлять і більше нічого не роблять, мурахи несуть їжу в гніздо, енергійно співпрацюють і виконують свою роботу.
Професор Бернд Мейєр з відділу ІТ Університету Монаша в Мельбурні присвятив своє робоче життя мурахам та їхнім навичкам спільного прийняття рішень. «Мурахи приймають досить складні рішення», — пояснює він. «Наприклад, мурахи знаходять найкращі джерела їжі та найшвидший шлях туди й назад без експертів із логістики».
Поодинці комахи не відрізняються особливою кмітливістю, але разом вони можуть добре координувати свою діяльність. З цього ми можемо багато чому навчитися. «Те, як мурахи організовуються, може дати нам уявлення про те, як транспортні процеси можуть працювати більш гладко, і запропонувати підходи до оптимізації заводських процесів.
Вирішуйте складні завдання
Колонії мурашок іноді порівнюють з містами, оскільки безліч особин одночасно координують різні складні операції. Команда, яка шукає їжу, формує на тротуарі стовпчик хлібних крихт, інша команда піклується про потомство, а інші будують або захищають, наприклад, мурашине гніздо. Незважаючи на те, що завдання координуються дуже ефективно, «там немає нікого, хто розподіляє завдання і каже: «Ви двоє йдіть у напрямку, а ви троє дбайте про захист», — каже професор Мейєр.
«Усі мурахи приймають індивідуальні менші рішення, які стосуються лише їхнього безпосереднього оточення. Немає нікого, хто б стежив за загальною картиною, і все ж колонія має огляд як свого роду суперорганізм. Їм вдається розподілити робочу силу як колонію таким чином, щоб усі потреби та вимоги були задоволені». Поки що ніхто точно не знає, як це насправді працює з мурахами.
Професор Майєр також вивчає форми слизу, «які не є соціальними комахами, але все ще працюють разом». «Захоплюючим аспектом цих амеб є те, що вони живуть як колонії окремих клітин протягом певного часу, а потім раптово зливаються. Ця нова велика клітина має кілька ядер і діє як єдиний організм.
Професор Майєр працює з доцентом Мартіном Бердом зі Школи біологічних наук Університету Монаш, серед інших. Біологи та інформатики дивляться на мурах з різних точок зору, але, за словами професора Мейєра, їхні дослідження «зрештою повністю зливаються». «Це не працює, коли біологи спочатку проводять свої експерименти, а потім передають свої дані, щоб ми могли потім їх проаналізувати. Усе робиться спільно – і це найцікавіше. Потрібен час, щоб знайти спільну мову, але потім ви досягаєте моменту, коли мислення зливається і створюється новий концептуальний каркас. Саме це в першу чергу робить можливими нові відкриття».
Як фахівець з інформатики, він зацікавлений у «виявленні математичних принципів», які керують поведінкою мурах. «Ми створюємо алгоритмічне уявлення про те, як мурахи взаємодіють. Це єдиний спосіб, яким ми можемо розгадати складну поведінку мурах», — каже професор Майєр.
Модель поведінки
Вчені відстежують окремих мурах, а потім створюють модель поведінки для десятків тисяч особин протягом тривалого періоду часу. Вони намагаються відтворити те, що бачать в експерименті, перевірити, чи їх модель узгоджується із зібраними даними, а потім використовувати модель для прогнозування та пояснення неспостережуваної поведінки.
Наприклад, вивчаючи мураху Pheidole megacephala, Мейєр виявив, що коли вони знаходять джерело їжі, вони не тільки збираються туди, як багато інших видів, але й переглядають своє рішення, коли стає доступною нова інформація. «Що станеться, якщо ми дамо їм краще джерело їжі? Багато видів повністю проігнорували б це, не в змозі адаптуватися до цих змін. Однак Pheidole megacephala насправді відхилятиметься».
Колонії могли вибрати кращу альтернативу лише тому, що окремі мурахи прийняли неправильне рішення. Отже, індивідуальні помилки були важливі для всієї групи для покращення рішень. «Наші моделі передбачили це ще до того, як ми знайшли вид, який насправді це робить», — пояснює професор Майєр.
«Якщо людина не робить помилок і не діє неналежним чином, групове мислення бере верх, і раптом усі роблять те саме. Ви можете сформулювати це математично, і здається, що ви можете застосувати математичну формулу до інших систем – абсолютно інших систем, включаючи людські групи».
На даний момент ідентифіковано понад 12,500 22,000 видів мурах, але вважається, що існує близько XNUMX XNUMX видів. «Мурахи неймовірно успішні в екологічному плані», — каже професор Майєр. «Вони майже всюди. Це один із цікавих аспектів – чому вони такі адаптивні?»
Професор Майєр також вивчає мураху-листоріза та азіатського мураха-ткача. Мурахи-листорізи не їдять листя, яке повертається до гнізда, вони використовують його для землеробства. «Вони годують їх грибом, який вирощують, і використовують його як джерело їжі. Знову ж таки, це дуже складний процес для організації». Азіатські мурахи-ткачі важливі для виробництва манго в Квінсленді, де їх використовують для природної боротьби зі шкідниками. За словами професора Мейєра, екосистемні послуги, які надають мурахи, часто недооцінюють.
Важливі ролі
Професор Майєр також вивчає бджіл, які відомі своєю важливою роллю в запиленні рослин, але «мурахи також є ключовим елементом екосистеми». Мурахи, наприклад, готують ґрунт. Вони розсіюють насіння і можуть підвищити продуктивність сільського господарства. Поки що невідомо, наскільки мурахи (як і бджоли) зазнають впливу токсинів навколишнього середовища та зміни клімату.
«Це одна з речей, які ми намагаємося зрозуміти. Якщо тиск на навколишнє середовище зросте, що станеться з мурахами в Квінсленді, наприклад, які використовуються для виробництва манго? Чи побачимо ми тоді такі ж наслідки, як і з бджолами?» Мурахи в колонії зазвичай мають однакову матір. З еволюційної точки зору, для окремої мурахи має сенс пожертвувати собою заради блага колонії; Мурахи - абсолютні командні гравці.
Людям набагато більше потрібна свобода волі та незалежність. Однак організації, подібні до мурах, іноді можуть допомогти в людському середовищі. Професор Мейер каже, що багато галузей покращують свою діяльність, використовуючи алгоритми, отримані з поведінки мурах. Сюди відноситься, наприклад, австралійська виноробна промисловість.
Мурахи зачаровують людей. Він вважає, що причина цього полягає в зайнятому, орієнтованому на завдання життя мурах, що піднімає «більше філософське питання. Як організовані товариства? Як ми можемо створити суспільство, в якому люди працюють разом заради загального блага без диктування правил згори?»
Чи вміють мурахи говорити?
Мурахи використовують звуки для спілкування. Навіть лялечки тварини встигають видавати звукові сигнали, що дослідники змогли довести вперше. Відомо, що мурахи не відрізняються особливою балакучістю. Значну частину спілкування вони здійснюють за допомогою хімічних речовин, так званих феромонів.
Як називається самка мурашки?
Мурашина колонія має королеву, робітників і самців. Робочі особини безстатеві, тобто не є ні чоловіками, ні жінками, і не мають крил.
Як мурахи обмінюються інформацією?
Мурахи годують один одного відригнутою рідиною. Вони обмінюються важливою інформацією для благополуччя всієї колонії. Мурахи ділять не тільки роботу, але й їжу.
Що особливого в мурашках?
Мураха має шість ніг і тіло, яке розділене на три частини і складається з голови, грудей і черевця. Залежно від виду мурахи можуть бути червонувато-коричневими, чорними або жовтуватими. Вони мають броню з хітину, дуже твердої речовини.