Ca un creier, o colonie de furnici funcționează fără control central. Fiecare este un set de indivizi care interacționează, fie neuroni, fie furnici, folosind interacțiuni chimice simple care în agregat generează comportamentul lor. Oamenii își folosesc creierul pentru a-și aminti. Coloniile de furnici pot face asta? Această întrebare duce la o altă întrebare: ce este memoria? Pentru oameni, memoria este capacitatea de a aminti ceva ce s-a întâmplat în trecut. De asemenea, solicităm computerelor să reproducă acțiuni din trecut - amestecarea ideii computerului ca creier și creier ca computer ne-a determinat să luăm „memorie” pentru a însemna ceva precum informațiile stocate pe un hard disk. Știm că memoria noastră se bazează pe schimbări în cât de mult se stimulează un set de neuroni legați; că este întărit cumva în timpul somnului; și că memoria recentă și de lungă durată implică circuite diferite de neuroni conectați. Dar încă nu știm multe despre cum se reunesc acele evenimente neuronale, dacă există reprezentări stocate pe care le folosim pentru a vorbi despre ceva care s-a întâmplat în trecut sau cum putem continua să îndeplinim o sarcină învățată anterior, cum ar fi citirea sau mergând cu bicicleta.
Orice ființă vie poate prezenta cea mai simplă formă de memorie, o schimbare datorată evenimentelor din trecut. Uită-te la un copac care și-a pierdut o ramură. Își amintește prin cum crește în jurul plăgii, lăsând urme în modelul scoarței și în forma arborelui. S-ar putea să puteți descrie ultima dată când ați avut gripă, sau nu. Oricum, într-un anumit sens, corpul tău „își amintește”, deoarece unele dintre celulele tale au acum anticorpi diferiți, receptori moleculari, care se potrivesc acelui virus particular.
Evenimentele trecute pot modifica comportamentul atât a furnicilor individuale, cât și a coloniilor de furnici. Furnicile de tâmplar individuale au oferit un tratament cu zahăr și-au amintit locația timp de câteva minute; probabil că se întorceau acolo unde fusese mâncarea. O altă specie, furnica deșertului Sahara, meandrează în jurul deșertului stearc, în căutare de hrană. Se pare că o furnică a acestei specii își poate aminti cât de departe a mers sau câți pași a făcut, de când a fost ultima dată la cuib.
O colonie de furnici de lemn roșu își amintește de sistemul său de trasee care duce la aceiași copaci, an de an, deși nici o singură furnică nu o face. În pădurile din Europa, se hrănesc în copaci înalți pentru a se hrăni cu excrețiile afidelor care, la rândul lor, se hrănesc cu copacul. Cuiburile lor sunt niște movile enorme de ace de pin situate în același loc de zeci de ani, ocupate de multe generații de colonii. Fiecare furnică tinde să ia aceeași potecă zi după zi la același copac. În timpul iernii lungi, furnicile se împletesc sub zăpadă. Myrmecologul finlandez Rainer Rosengren a arătat că atunci când furnicile apar în primăvară, o furnică mai în vârstă iese cu o tânără de-a lungul traseului obișnuit al furnicii. Furnica mai în vârstă moare, iar furnica mai tânără adoptă acea pistă ca fiind proprie, ducând astfel colonia să-și amintească sau să reproducă urmele anului trecut.
Păstrarea într-o colonie de furnici de recoltat necesită o memorie individuală de furnică. Furnicile caută semințe împrăștiate și nu folosesc semnale de feromoni; dacă o furnică găsește o sămânță, nu are rost să recruteze altele, deoarece nu este probabil să existe alte semințe în apropiere. Furajele parcurg o potecă care se poate extinde până la 20 de metri de cuib. Fiecare furnică părăsește urmele și pleacă pe cont propriu pentru a căuta hrană. Se caută până când găsește o sămânță, apoi se întoarce pe potecă, poate folosind un ghid al luminii solare ca ghid, pentru a se întoarce în cuib, urmând fluxul de foraje ieșite. Odată întors la cuib, un furajer renunță la sămânța sa și este stimulat să părăsească cuibul prin ritmul cu care întâlnește alte furajere care se întorc cu mâncare. În următoarea călătorie, el lasă traseul cam în același loc pentru a căuta din nou.
Întâlniri de furnici: rețele de interacțiune și comportament de colonie (amorsări în sisteme complexe)
Cum se fac coloniile de furnici, când nimeni nu este responsabil? O colonie de furnici funcționează fără un control sau ierarhie centrală și nici o furnică nu direcționează alta. În schimb, furnicile decid ce să facă pe baza ritmului, ritmului și modelului întâlnirilor și interacțiunilor individuale - rezultând o rețea dinamică care coordonează funcțiile coloniei. Ant Encounters oferă o privire revelatoare și accesibilă asupra comportamentului furnicii din această perspectivă a sistemelor complexe.
A cumparaÎn fiecare dimineață, forma zonei de hrănire a coloniei se schimbă, ca o amebă care se extinde și se contractă. Nici o furnică individuală nu-și amintește locul actual al coloniei în acest tipar. În prima călătorie a fiecărui furajer, acesta tinde să iasă dincolo de restul celorlalte furnici care călătoresc în aceeași direcție. Rezultatul este de fapt o undă care ajunge mai departe pe măsură ce ziua progresează. Treptat valul se retrage, deoarece furnicile care fac scurte călătorii pe site-urile din apropierea cuibului par să fie ultimele care renunță.
De la o zi la alta, comportamentul coloniei se schimbă, iar ceea ce se întâmplă într-o zi afectează următoarea. Am efectuat o serie de experimente de perturbație. Am scos scobitori pe care muncitorii trebuiau să se îndepărteze sau să blocheze traseele pentru ca foragerii să muncească mai mult sau au creat o perturbare pe care patrularii au încercat să o respingă. Fiecare experiment a afectat doar un singur grup de lucrători, dar activitatea altor grupuri de lucrători s-a schimbat, deoarece lucrătorii dintr-o sarcină decid dacă vor fi activi în funcție de rata lor de întâlniri scurte cu lucrătorii altor sarcini. După doar câteva zile repetând experimentul, coloniile au continuat să se comporte așa cum au făcut în timp ce erau tulburate, chiar și după ce tulburările s-au oprit. Furnicile au schimbat sarcinile și pozițiile în cuib, astfel că tiparele întâlnirii au durat ceva timp pentru a trece înapoi la starea de neliniște. Nici o furnică individuală nu și-a amintit nimic, dar, într-un anumit sens, colonia a făcut-o.
Coloniile trăiesc 20-30 de ani, viața reginei unice care produce toate furnicile, dar furnicile individuale trăiesc cel mult un an. Ca răspuns la perturbări, comportamentul coloniilor mai mari, mai mari, este mai stabil decât cel al celor mai tinere. De asemenea, este mai homeostatic: cu cât amploarea perturbației este mai mare, cu atât mai multe probabilități de colonii mai vechi ar trebui să se concentreze pe furaje decât pe răspunsul la dificultățile pe care le-am creat; în timp ce, cu cât a devenit mai rău, cu atât au reacționat coloniile mai tinere. Pe scurt, coloniile mai mari, mai mari, cresc pentru a acționa mai înțelept decât cele mai tinere mai mici, chiar dacă colonia mai veche nu are furnici mai înțelepte și mai înțelepte.
Furnicile folosesc ritmul cu care se întâlnesc și miros alte furnici sau substanțele chimice depuse de alte furnici, pentru a decide ce să facă în continuare. Un neuron folosește ritmul cu care este stimulat de alți neuroni pentru a decide dacă să tragă. În ambele cazuri, memoria apare din modificările modului în care furnicile sau neuronii se conectează și se stimulează reciproc. Este probabil ca comportamentul coloniei să se maturizeze, deoarece mărimea coloniei modifică ratele de interacțiune între furnici. Într-o colonie mai veche, mai mare, fiecare furnică are mai multe furnici de întâlnit decât într-una mai mică, mai mică, iar rezultatul este o dinamică mai stabilă. Poate că coloniile își amintesc de o perturbare din trecut, deoarece au schimbat locația furnicilor, ceea ce a dus la noi modele de interacțiune, care ar putea chiar să consolideze noul comportament peste noapte, în timp ce colonia este inactivă, la fel cum propriile noastre amintiri sunt consolidate în timpul somnului. Modificările comportamentului coloniei datorate evenimentelor din trecut nu sunt simpla sumă a amintirilor furnicilor, la fel cum schimbările în ceea ce ne amintim și ceea ce spunem sau facem, nu sunt un simplu set de transformări, neuron de neuron. În schimb, amintirile tale sunt ca o colonie de furnici: niciun neuron anume nu-și amintește nimic, deși creierul tău face acest lucru. 
Acest articol a fost publicat inițial la Aeon și a fost republicat sub Creative Commons.
Deborah M. Gordon este profesor de biologie la Universitatea Stanford din California. A scris despre cercetările sale pentru publicații precum Scientific American și Wired . Cea mai recentă carte a ei este Ant Encounters: Interactions Networks and Colony Behavior (2010).
