Inside the ant colony - Deborah M. Gordon

Муравьиная колония. Взгляд изнутри | Дебора М. Гордон

Переводчик: Ярослав Туров Редактор: Sofia Zaleeva

Think about all the things that need to happen

Подумайте обо всём, что должно происходить

for a human settlement to thrive:

для процветания человеческого поселения:

obtaining food,

производство пищи,

building shelter,

строительство жилищ,

raising children and more.

воспитание детей и так далее.

There needs to be a way to divide resources,

Нужно найти способ распределения ресуров,

organize major efforts

организации основных усилий

and distribute labor efficiently.

и эффективного разделения труда.

Now imagine having to do this without any sort of planning

А теперь представьте решение этих задач безо всякого планирования

or higher level communication.

или высокоуровневых коммуникаций.

Welcome to the ant colony.

Добро пожаловать в муравьиную колонию.

Ants have some of the most complex social organization

Муравьи обладают одной из самых сложных социальных организаций

in the animal kingdom,

в царстве животных,

living in structured colonies

живя упорядоченными колониями,

containing different types of members

состоящими из членов разных классов,

who perform specific roles.

выполняющих конкретные роли.

But although this may sound similar to some human societies,

Несмотря на сходства с человеческими обществами,

this organization doesn't arise from any higher level decisions,

такая организация является не результатом высокоуровневых решений,

but is part of a biologically programmed cycle.

а частью биологически запрограммированного цикла.

In many species,

У многих видов

all the winged males and winged virgin queens

все крылатые самцы и крылатые девы-матки

from all the nearby colonies in the population

изо всех ближайших колоний населения

each leave from their different nests

оставляют свои гнёзда

and meet at a central place to mate,

и встречаются в центральном месте для спаривания,

using pheromones to guide each other to a breeding ground.

направляя друг друга к этому месту с помощью феромонов.

After mating, the males die off,

После спаривания самцы умирают,

while females try to establish a new colony.

а самки пытаются основать новую колонию.

The few that are successful settle down in a suitable spot,

Те немногие, которым удаётся выжить, обоснуются в подходящем месте,

lose their wings,

сбрасывают крылья

and begin laying eggs,

и начинают откладывать яйца,

selectively fertilizing some using stored sperm they've saved up from mating.

избирательно оплодотворяя их спермой, сохранённой после спаривания.

Fertilized eggs grow into female workers

Из оплодотворённых яиц вылупятся самки-рабочие,

who care for the queen and her eggs.

которые будут заботиться о матке и её яйцах.

They will then defend the colony

Они будут защищать колонию

and forage for food,

и добывать пищу,

while unfertilized eggs grow into males

пока из неоплодотворённых яиц не вылупятся самцы,

whose only job is to wait until they are ready to leave the nest

которые будут лишь дожидаться времени, когда они будут готовы покинуть гнездо

and reproduce, beginning the cycle again.

и поучаствовать в размножении, запустив новый цикл.

So how do worker ants decide what to do and when?

А как рабочие муравьи решают, что делать и когда?

Well, they don't really.

Вообще-то, они и не решают.

Although they have no methods of intentional communication,

Хотя у них и нет способов сознательной коммуникации,

individual ants do interact with one another

отдельные муравьи взаимодействуют друг с другом

through touch, sound and chemical signals.

с помощью прикосновений, звуков и химических сигналов.

These stimuli accomplish many things

Эти раздражители служат многим целям:

from serving as an alarm to other ants if one is killed,

от предупреждения остальных муравьёв, что один из них убит,

to signaling when a queen is nearing the end of her reproductive life.

до сообщения о том, что репродуктивная жизнь матки близка к завершению.

But one of the most impressive collective capabilities of an ant colony

Но одна из самых впечатляющих коллективных способностей колонии муравьёв —

is to thoroughly and efficiently explore large areas

тщательно и эффективно исследовать огромные площади

without any predetermined plan.

безо всякого заранее составленного плана.

Most species of ants have little or no sense of sight

Большинство видов муравьёв видят немного или вовсе лишены зрения

and can only smell things in their vicinity.

и могут обонять лишь ближайшие предметы.

Combined with their lack of high level coordination,

Сочетаясь с отсутствием у них высокоуровневой координации,

this would seem to make them terrible explorers,

всё это должно было сделать их негодными исследователями,

but there is an amazingly simple way

но удивительно простым способом

that ants maximize their searching efficiency;

эти муравьи предельно увеличивают эффективность поисков —

by changing their movement patterns

изменяют свои модели передвижения,

based on individual interactions.

основываясь на отдельных взаимодействиях.

When two ants meet,

Когда два муравья встречаются,

they sense each other by touching antennae.

они чувствуют друг друга, соприкасаясь антеннами.

If there are many ants in a small area this will happen more often

Если на небольшой площади много муравьёв, таких встреч будет больше.

causing them to respond by moving

Это заставит их двигаться

in more convoluted, random paths in order to search more thoroughly.

более извилистыми, случайными путями, чтобы исследовать тщательнее.

But in a larger area, with less ants, where such meetings happen less often,

Но на бóльшей площади с меньшим количеством муравьёв, где встречи реже,

they can walk in straight lines to cover more ground.

они могут передвигаться по прямым линиям, чтобы охватить бóльшую поверхность.

While exploring their environment in this way,

Исследуя окружающую среду таким способом,

an ant may come across any number of things,

муравей может столкнуться с разными ситуациями:

from threats or enemies, to alternate nesting sites.

от угроз или врагов до новых мест гнездования.

And some species have another capability known as recruitment.

Некоторые виды обладают другой способностью, известной как «подкрепление».

When one of these ants happens to find food,

Когда одному из этих муравьёв удаётся найти еду,

it will return with it, marking its path with a chemical scent.

он возвращается с ней, помечая маршрут химическим запахом.

Other ants will then follow this pheromone trail,

Другие муравьи следуют этой феромонной тропой,

renewing it each time they manage to find food and return.

обновляя её каждый раз, когда находят еду и возвращаются.

Once the food in that spot is depleted,

Когда еда в том месте заканчивается,

the ants stop marking their return.

муравьи, возвращаясь, перестают помечать путь.

The scent dissipates and ants are no longer attracted to that path.

Запах рассеивается, и муравьёв больше не привлекает этот маршрут.

These seemingly crude methods of search and retrieval

Эти кажущиеся грубыми способы поиска и возвращения

are, in fact, so useful that they are applied in computer models

на самом деле настолько практичны, что применяются в компьютерных моделях

to obtain optimal solutions from decentralized elements,

для поиска оптимальных решений децентрализованными элементами,

working randomly and exchanging simple information.

работающими случайным образом и обменивающимися простой информацией.

This has many theoretical and practical applications,

У этих методов есть различные теоретические и практические применения:

from solving the famous traveling salesman problem,

от решения знаменитой задачи коммивояжёра,

to scheduling computing tasks and optimizing Internet searches,

планирования компьютерных задач и оптимизации Интернет-поиска,

to enabling groups of robots to search a minefield

до обеспечения обследования группами роботов минного поля

or a burning building collectively, without any central control.

или горящего здания без необходимости в центральном управлении.

But you can observe these fascinatingly simple, yet effective, processes directly

Вы можете сами понаблюдать за этими

удивительно простыми, но эффективными процессами,

проведя несколько простых опытов:

through some simple experiments,

by allowing ants to enter empty spaces of various sizes

запустите муравьёв в пустые пространства разных размеров

and paying attention to their behavior.

и обратите внимание на их поведение.

Ants may not be able to vote, hold meetings or even make any plans,

Пусть муравьи не могут голосовать, устраивать митинги или строить планы,

but we humans may still be able to learn something

но мы, люди, всё-таки можем чему-то научиться

from the way that such simple creatures

у этих простых созданий, исследуя их способность

are able to function so effectively in such complex ways.

функционировать столь эффективно в таких сложных ситуациях.