Mądry rój.
Pojedyncze mrówki, pszczoły czy szpaki trudno nazwać inteligentnymi. Ale mrowiska, roje i gromady ptasie to arcydzieła precyzji i inspiracja dla inżynierów, informatyków i przedsiębiorców.
Mądre bzzz
Choć to właśnie mrówki najczęściej stają się inspiracją dla naukowców i inżynierów spod znaku smart swarm, inne społeczne zwierzęta wzbudzają także ich zainteresowanie. U pszczół na przykład szczególną uwagę badaczy zwróciła zdolność pozyskiwania informacji ważnych dla ula z możliwie największej liczby źródeł. Jej znaczenie widać choćby wtedy, kiedy rój dzieli się i jego połowa wybiera nowe siedlisko. Wówczas do lotu szykują się zastępy zwiadowców (kilkaset owadów), którzy badają okolicę i wyszukują najlepsze miejsca do zasiedlenia. Po powrocie dzielą się obserwacjami z mieszkańcami ula za pomocą tańca.
Znaczenie tego tańca znamy od lat 40. XX wieku. Wtedy to niemiecki zoolog Martin Lindauer ustalił, że długość tańca pszczoły jest wprost proporcjonalna do długości trasy, jaką trzeba pokonać, by dotrzeć do celu. Ważne jest także odchylenie od pionu ciała tańczącej pszczoły oznaczające kierunek, w którym trzeba lecieć – kąt tego odchylenia oznacza kąt odchylenia w stosunku do Słońca. Lindauer nie umiał jednak wytłumaczyć, jak setki zwiadowców dokonują wyboru na podstawie informacji przekazywanych tańcem. Tym problemem zajęli się już współcześnie Thomas Seely z Cornell University oraz Kirk Visscher z University of California at Riverside. Badali to zjawisko przez niemal 10 lat na przykładzie sześciu kolonii pszczół umieszczonych na wyspie. Zauważyli ze zdumieniem, że królowa, choć za nią polecą wszystkie pszczoły, nie ma żadnego wpływu na wybór nowej siedziby – odbywa się on w sposób niezwykle demokratyczny. Kiedy trwały poszukiwania nowej siedziby dla roju, zwiadowcy początkowo tańcem wskazywali kilka lokalizacji. Z biegiem czasu liczba potencjalnych siedzib ulegała redukcji, aż w końcu wszyscy zwiadowcy zaczęli wskazywać na jedną.
Aby zbadać, jak pszczoły podejmują ostateczną decyzję, naukowcy podjęli się mozolnej pracy oznaczenia każdej z nich plamką farby o innym odcieniu. Na wyspie umieścili pięć skrzynek, które mogły posłużyć za siedzibę dla roju, przy czym jedna była wyraźnie obszerniejsza i wygodniejsza. Cały proces wybierania lokalizacji nagrali na filmie. Okazało się, że wracający zwiadowca tańczy tym energiczniej, im większe wrażenie zrobiło na nim odwiedzane miejsce. Tańcem jest w stanie przekonać innych, by dokonali inspekcji reklamowanego miejsca. Wizytacja może trwać nawet godzinę. Jeśli rekonesans wypadnie pozytywnie, kolejny zwiadowca zaczyna namawiać innych. Po jakimś czasie wszyscy zwiadowcy zostają przekonani do jednej lokalizacji i następuje przeprowadzka. Pszczoły biorące udział w eksperymencie bez trudu wybrały najlepszą ze skrzynek.
W mrowisku nie ma kierowników, nadzorców ani żadnych odgórnych wytycznych, co kto ma robić. Królowa wprawdzie istnieje, ale zupełnie jak Elżbieta II nie ma realnej władzy. Mimo to mrówcza monarchia nie przeradza się w anarchię, a wszystko funkcjonuje jak w zegarku. Podobnie jest wśród innych zwierząt społecznych: owadów, takich jak pszczoły lub termity, a także ptaków wirujących w stadzie nad miejskimi dachami czy ryb zgodnie pływających w ławicy. Naukowcy przez lata głowili się, jak możliwa jest taka organizacja bez hierarchii. Teraz nie tylko lepiej rozumieją mechanizmy trzymające zwierzęce społeczności w ryzach, ale też zaczynają przenosić je do świata ludzi, by usprawnić transport, komunikację, wydajność firm czy budować roboty nowej generacji.
„Kluczem do zrozumienia inteligencji roju (smart swarm) jest zasada samoorganizacji polegająca na tym, że każdy członek zwierzęcej społeczności czerpie informacje na temat otoczenia i swojej roli nie od zwierzchnika, ale z niezliczonych interakcji z innymi osobnikami. Dodatkowo działania jednostki mają nie tyle przynosić korzyść jej samej, ile całej społeczności” – pisze Peter Miller, autor wydanej właśnie w USA książki „Smart Swarm: How Understanding Flocks, Schools, and Colonies Can Make Us Better at Communicating, Decision Making, and Getting Things Done”.
Efekt tej strategii widać choćby w tym, jak mrówki rozwiązują kwestie transportowe. W ciągu milionów lat ewolucji wypracowały prosty sposób na odnajdywanie najkrótszej drogi do miejsca, w którym znajduje się pożywienie, i z powrotem do mrowiska. Wykorzystują do tego celu zapachowe związki chemiczne zwane feromonami, produkowane przez niewielkie gruczoły usytuowane na brzusznej części ich ciał. Związkami tymi mrówki znaczą każdy przebyty szlak. Ślad zapachowy pełni więc podobną rolę, co znana z mitologii nić Ariadny, by znaleźć drogę do domu. U mrówek jednak znaczenie ma nie tylko sam ślad, ale też intensywność zapachu. Ona także jest nośnikiem informacji. Szczególnie silny zapach feromonów zostawia mrówka, która znalazła obiecujące źródło pożywienia.
Jeszcze w latach 90. XX wieku zjawisko to zbadał Jean-Louis Deneubourg z Wolnego Uniwersytetu w Brukseli. Pomiędzy jednym naczyniem, w którym znajdowała się kolonia mrówek argentyńskich, a drugim, w którym było pożywienie, zamontował rozgałęziony mostek. Obie odnogi prowadziły do pożywienia, ale jedna była dwa razy dłuższa od drugiej. Początkowo mrówki podążały obiema ścieżkami, jednak już po kilku minutach wiedziały, że jednej nie warto wybierać. Kluczem był właśnie feromonowy ślad silniejszy na krótszej drodze. Dlaczego właśnie na niej zapach feromonów był bardziej intensywny?…
Źreódło: Newsweek – czytaj całość
Źródło: Mądry rój.
