Deborah Gordon: The emergent genius of ant colonies

دبرا گوردن به کاوش مورچه ها می پردازد

Reviewer: Shadi Toghi Eshghi

I study ants, and that's because I like to think about how organizations work.

من درباره ی مورچه ها مطالعه می کنم، به دلیل اینکه علاقمند هستم بدانم سازمان ها چگونه کار می کنند.

And in particular, how the simple parts of organizations

بخصوص در این مورد که چگونه بر هم کنش اجزاء ساده یک سازمان

interact to create the behavior of the whole organization.

منجر به رفتار پیچیده کل سازمان می شود.

So, ant colonies are a good example of an organization like that,

و کلونی مورچه ها مثال بسیار خوبی برای این قبیل سازمان ها است،

and there are many others. The web is one.

بسیاری سازمان های دیگر نیز وجود دارند. اینترنت یکی از آنهاست.

There are many biological systems like that --

سیستم های زیستی فراوانی مشابه این وجود دارد --

brains, cells, developing embryos.

مغز ، سلول های بدن ، و جنین در حال رشد.

There are about 10,000 species of ants.

چیزی در حدود ده هزار گونه ی متفاوت از مورچه ها وجود دارد.

They all live in colonies consisting of one or a few queens,

که همگی در گروه هایی زندگی می کنند که شامل یک یا چند مورچه ی ملکه اند،

and then all the ants you see walking around are sterile female workers.

و تمامی مورچه هایی که شما در خارج از لانه می بینید در واقع مورچه های کارگر ماده ی نازا هستند.

And all ant colonies have in common that there's no central control.

نکته ای که در مورد همه انواع کلونی مورچه مشترک است این است که آنها هیچ نوع سیستم کنترل مرکزی ندارند.

Nobody tells anybody what to do.

هیچ مورچه ای به دیگری نمی گوید که چه کاری انجام دهد.

The queen just lays the eggs. There's no management.

مورچه ی ملکه فقط تخم گذاری می کند. هیچ گونه سیستم مدیریتی در کار نیست.

No ant directs the behavior of any other ant.

هیچ مورچه ای به رفتار مورچه ی دیگر نظارت نمی کند.

And I try to figure out how that works.

و تلاش من این است که پی ببرم این سیستم چگونه کار می کند.

And I've been working for the past 20 years

برای این منظور در بیست سال گذشته روی اجتماعی از مورچه های

on a population of seed-eating ants in southeastern Arizona.

دانه خوار در جنوب شرق آریزنا به مطالعه پرداخته ام.

Here's my study site. This is really a picture of ants,

و این مقر مطالعاتم است. این عکسی واقعی از مورچه هاست،

and the rabbit just happens to be there.

و خرگوش هم کاملا اتفاقی در عکس افتاده است.

And these ants are called harvester ants because they eat seeds.

این گونه از مورچه ها را دروگر می نامند چرا که دانه می خورند.

This is the nest of the mature colony, and there's the nest entrance.

این آشیانه یک کولونی بالغ است، و اینجا درب ورودی لانه.

And they forage maybe for about 20 meters away,

آنها شاید تا فاصله ی بیست متری لانه به دنبال غذا می گردند،

gather up the seeds and bring them back to the nest, and store them.

دانه ها را جمع آوری کرده، به داخل لانه می آورند، و آنها را ذخیره می کنند.

And every year I go there and make a map of my study site.

من هر سال به آنجا می روم و از ناحیه مورد مطالعه ام یک نقشه تهیه می کنم.

This is just a road. And it's not very big:

این فقط یک مسیر را نشان می دهد که خیلی هم بزرگ نیست،

it's about 250 meters on one side, 400 on the other.

طولی حدود 250 متر در یک طرف، و 400 متر در طرف دیگر دارد.

And every colony has a name, which is a number,

و هر کلونی با یک شماره نام گذاری شده.

which is painted on a rock. And I go there every year

که روی یک سنگ نوشته شده است. من هر سال

and look for all the colonies that were alive the year before,

به آنجا می روم و به دنبال تمامی لانه هایی که سال قبل فعال بوده اند می گردم،

and figure out which ones have died, and put all the new ones on the map.

و بررسی می کنم که کدام یک از بین رفته اند، و همینطور لانه های جدید را به نقشه اضافه می کنم.

And by doing this I know how old they all are.

و با این کار می دانم هر کدام چند سال دارند.

And because of that, I've been able to study how their behavior changes

و به کمک آن، توانسته ام نحوه تغییر رفتار آنها را

as the colony gets older and larger.

همزمان با بزرگتر و مسن تر شدن کلونی مورد مطالعه قرار دهم.

So I want to tell you about the life cycle of a colony.

لذا در اینجا می خواهم در رابطه با چرخه ی زندگی یک کلونی صحبت کنم.

Ants never make more ants; colonies make more colonies.

مورچه ها هیچ وقت مورچه های بیشتری تولید نمی کنند، بلکه این کلونی ها هستند که کلونی های بیشتری تولید می کنند.

And they do that by each year sending out the reproductives --

و برای انجام این کار هر ساله مورچه های مولد --

those are the ones with wings -- on a mating flight.

یا همان مورچه های بالدار-- را در یک پرواز برای جفت گیری از لانه بیرون می فرستند.

So every year, on the same day -- and it's a mystery exactly how that happens --

و این چرخه هر سال در همان زمان به خصوص تکرار می شود-- و چگونگی آن یک معماست --

each colony sends out its virgin, unmated queens with wings, and the males,

هر کلونی باکره های خود، ملکه های مجرد بال دار، و نر ها را به بیرون می فرستد،

and they all fly to a common place. And they mate.

که همگی به یک نقطه ی معین پرواز می کنند. و جفت گیری می کنند.

And this shows a recently virgin queen. Here's her wings.

این عکس یک ملکه ی اخیرا باکره را با بال هایش نشان می دهد.

And she's in the process of mating with this male,

و در حال جفت گیری با این مورچه ی نر است،

and there's another male on top waiting his turn.

و یک نر دیگر در بالا منتظر نوبتش است.

Often the queens mate more than once.

ملکه ها اغلب بیشتر از یک بار جفت گیری می کنند.

And after that, the males all die. That's it for them.

و بعد از جفت گیری، تمامی مورچه های نر می میرند. و این سهم آنها است.

(Laughter)

( خنده ی حضار )

And then the newly mated queens fly off somewhere, drop their wings,

بعد از جفت گیری ملکه های تازه باردار شده به جایی پرواز می کنند، بال هایشان را می اندازند،

dig a hole and go into that hole and start laying eggs.

حفره ای ایجاد می کنند، داخل آن می روند و شروع به تخم گذاری می کنند.

And they will live for 15 or 20 years, continuing to lay eggs

و آنها 15 تا 20 سال زنده خواهند بود و با استفاده از اسپرم های

using the sperm from that original mating.

همان جفت گیری اولیه به تخم گذاری ادامه می دهند.

So the queen goes down in there.

به این ترتیب ملکه پایین می رود.

She lays eggs, she feeds the larvae -- so an ant starts as an egg, then it's a larva.

تخم می گذارد، لاروها را تغذیه می کند -- لذا یک مورچه با تخم شکل می گیرد ، سپس به لارو تبدیل می شود.

She feeds the larvae by regurgitating from her fat reserves.

ملکه لاروها را با قی کردن ذخایر چربی بدنش تغذیه می کند.

Then, as soon as the ants -- the first group of ants -- emerge,

زمانی که مورچه ها -- اولین گروه مورچه ها -- از تخم بیرون می آیند،

they're larvae. Then they're pupae. Then they come out as adult ants.

به شکل لارو هستند. سپس تبدیل به شفیره می شوند، و بعد به مورچه های بالغ.

They go out, they get the food, they dig the nest,

بیرون می روند، غذا تهیه می کنند ، لانه را حفر می کنند،

and the queen never comes out again.

و ملکه دیگر هرگز از لانه بیرون نمی آید.

So this is a one-year-old colony -- this happens to be 536.

این تصویر یک کلونی یک ساله است -- به شماره ی 536.

There's the nest entrance, there's a pencil for scale.

این ورودی لانه است، و یک مداد برای قیاس اندازه.

So this is the colony founded by a queen the previous summer.

این کلونی ای است که تابستان گذشته توسط یک ملکه بنیان گذاشته شده.

This is a three-year-old colony.

این یکی، یک کلونی سه ساله است.

There's the nest entrance, there's a pencil for scale.

این ورودی لانه، و این هم مدادی برای مقایسه ی اندازه ها.

They make a midden, a pile of refuse -- mostly the husks of the seeds that they eat.

آنها تپه ای کوچکی از فضولات ایجاد می کنند -- عمدتا از پوسته ی دانه هایی که می خورند.

This is a five-year-old colony. This is the nest entrance, here's a pencil for scale.

این یک کلونی پنج ساله است. این ورودی لانه است، به اضافه ی مدادی برای اندازه گیری.

This is about as big as they get, about a meter across.

این مقداری است که آنها وسعت پیدا می کنند. در حدود یک متر.

And then this is how colony size and numbers of worker ants changes --

و این نمودار نحوه ای که اندازه ی کلونی و تعداد مورچه های آن تغییر می کنند را نشان می دهد--

so this is about 10,000 worker ants --

پس این حدود 10000 مورچه کارگر است --

changes as a function of colony age, in years.

به صورت تابعی از سن کلونی، بر حسب سال، تغییر می کند.

So it starts out with zero ants, just the founding queen,

لذا در ابتدا با صفر مورچه، غیر از ملکه بنیان گذار، شروع می شود،

and it grows to a size of about 10 or 12 thousand ants when the colony is five.

و زمانی که کلونی پنج ساله می شود تعداد مورچه ها به چیزی حدود 10 تا 12 هزار عدد می رسد.

And it stays that size until the queen dies

واین تعداد تا زمان مرگ ملکه ثابت می ماند

and there's nobody to make more ants, when she's about 15 or 20 years old.

و وقتی که ملکه در حدود 15 یا 20ساله می شود، هیچ کس برای تولید مورچه بیشتر وجود ندارد.

And it's when they reach this stable size, in numbers of ants,

و این زمانی است که کلونی به این اندازه ی ثابت، از لحاظ تعداد مورچه ها، می رسد،

that they start to reproduce.

که شروع به تولید مجدد می کند.

That is, to send more winged queens and males to that year's mating flight.

این به معنای بیرون فرستادن ملکه های بال دار و مورچه های نر به پرواز جفت گیری آن سال است.

And I know how colony size changes as a function of colony age

من به ارتباط تغییر اندازه ی کلونی با توجه به سن آن پی برده ام،

because I've dug up colonies of known age and counted all the ants. (Laughter)

چرا که به حفاری کلونی هایی که سنشان مشخص شده پرداخته ام و تعداد همه ی مورچه ها را در آنها شمارش کرده ام.

So that's not the most fun part of this research, although it's interesting.

که البته این سرگرم کننده ترین بخش این تحقیق به شمار نمی آید، اگرچه که جالب است.

(Laughter)

( خنده ی حضار )

Really the question that I think about with these ants is what I call task allocation.

در واقع سوالی که در رابطه با این مورچه ها ذهن مرا مشغول می کند چیزی است که من آن را تخصیص فعالیت می نامم.

That's not just how is the colony organized,

که نه تنها در بر گیرنده ی این نکته است که کلونی مورچه ها چگونه سازماندهی می شود،

but how does it change what it's doing?

بلکه حتی نمایانگر این است که چگونه کاری که انجام می دهد را تغییر می دهد؟

How is it that the colony manages to adjust

چگونه یک کلونی قادر است تعداد مورچه های کارگر برای انجام هر کار را

the numbers of workers performing each task as conditions change?

با تغییر شرایط تنظیم کند؟

So, things happen to an ant colony.

چرا که اتفاقات زیادی برای کلونی مورچه ها رخ می دهد.

When it rains in the summer, it floods in the desert.

بارندگی در فصل تابستان سبب ایجاد سیل در بیابان می شود.

There's a lot of damage to the nest,

که سبب خسارات زیادی به لانه می شود،

and extra ants are needed to clean up that mess.

که مورچه های بیشتری نیاز است تا به لانه سر و سامان دهند.

When extra food becomes available --

و یا زمانی که آذوقه ی بیشتری در دسترس است --

and this is what everybody knows about picnics --

و این چیزی است که همه راجع به پیک نیک می دانند --

then extra ants are allocated to collect the food.

آن وقت است که مورچه های بیشتری برای جمع آوری آذوقه در نظر گرفته می شوند.

So, with nobody telling anybody what to do, how is it that

در نتیجه، چگونه است که بدون اینکه مورچه ای به دیگری فرمانی دهد که چه کاری انجام دهد،

the colony manages to adjust the numbers of workers performing each task?

کلونی تعداد مورچه های کارگر برای به انجام رساندن هر کار را با توجه به شرایط تنظیم می کند؟

And that's the process that I call task allocation.

و این فرایندی است که من آنرا تخصیص فعالیت در کلونی می نامم.

And in harvester ants, I divide the tasks

و در مورچه های دروگر، من مسئولیت مورچه هایی را

of the ants I see just outside the nest

که فقط خارج از لانه دیده ام به این چهار دسته تقسیم می کنم:

into these four categories: where an ant is foraging,

دسته ی اول مورچه هایی اند که به دنبال آذوقه می روند،

when it's out along the foraging trail, searching for food or bringing food back.

که در جستجوی آذوقه و یا وارد کردن آن به لانه به دنبال یکدیگر حرکت می کنند.

The patrollers -- that's supposed to be a magnifying glass --

مورچه های نگهبان -- این قرار است یک ذره بین باشد --

are an interesting group that go out early in the morning

دسته ی جالبی هستند که صبح خیلی زود

before the foragers are active.

قبل از مورچه های آذوقه جمع کن، بیرون می روند.

They somehow choose the direction that the foragers will go,

و به نوعی مسیر حرکت را برای دسته ای که به دنبال آذوقه می روند تعیین می کنند،

and by coming back -- just by making it back --

و با برگشت از یک مسیر -- صرفا با برگشتن -- به آذوقه جمع کن ها

they tell the foragers that it's safe to go out.

اعلام می کنند که شرایط برای خارج شدن مساعد است.

Then the nest maintenance workers work inside the nest,

دسته ی بعدی مورچه های تعمیرکاراند که داخل لانه فعال اند،

and I wanted to say that the nests look a lot like Bill Lishman's house.

باید اضافه کنم که لانه شباهت زیادی به خانه ی بیل لیشمن دارد.

That is, that there are chambers inside,

به این معنی که، اتاقک هایی در داخل لانه وجود دارند،

they line the walls of the chambers with moist soil

آنها دیواره ی داخلی این اتاقک ها را با خاک مرطوب می پوشانند و

and it dries to a kind of an adobe-like surface in it.

و سطح داخلی آنها به صورت لایه ای شبیه خشت خشک می شود.

It also looks very similar to some of the cave dwellings

این ساختار شباهت زیادی به ساختارهای غارنشینی

of the Hopi people that are in that area.

سرخ پوستان بومی این منطقه (ایالت آریزنا) دارد.

And the nest maintenance workers do that inside the nest,

مورچه های تعمیرکار داخل لانه این کار را انجام می دهند،

and then they come out of the nest carrying bits of dry soil in their mandibles.

و در مرحله ی بعدی از لانه خارج می شوند و ذرات خاک خشک شده را با کمک آرواره هایشان از لانه خارج می کنند.

So you see the nest maintenance workers come out with a bit of sand,

می بینید که این دسته از مورچه ها با اندکی شن از لانه خارج می شوند،

put it down, turn around, and go back in.

آن را روی زمین می گذارند، دور می زنند، و مجددا به لانه برمی گردند.

And finally, the midden workers put some kind of territorial chemical in the garbage.

و در نهایت، مورچه های رفتگر نوعی ماده ی شیمیایی به منظور مشخص نمودن قلمرو شان روی آشغال ها ترشح می کنند.

So what you see the midden workers doing is making a pile of refuse.

همان طور که شاهد هستید مورچه های رفتگر توده ای از فضولات می سازند.

On one day, it'll all be here, and then the next day

توده ایی که یک روز، در یک نقطه است، و روز بعد

they'll move it over there, and then they'll move it back.

آن را به نقطه ایی دیگر منتقل می کنند، و مجددا توده را به جای اول بر می گردانند.

So that's what the midden workers do.

و این کاری است که مورچه های رفتگر مسئول انجام آنند.

And these four groups are just the ants outside the nest.

و این چهار دسته فقط مورچه هایی اند که خارج از لانه فعالیت می کنند.

So that's only about 25 percent of the colony, and they're the oldest ants.

که در واقع چیزی حدود 25 در صد کلونی را تشکیل می دهند، و مسن ترین مورچه های کلونی هستند.

So, an ant starts out somewhere near the queen.

پس، هر مورچه از نقطه ای نزدیک به ملکه آغاز به شکل گیری می کند.

And when we dig up nests we find they're about as deep

و زمانی که به کاوش در لانه می پردازیم در می یابیم که عمق و عرض کلونی تقریبا با هم برابرند،

as the colony is wide, so about a meter deep for the big old nests.

بنابر این در کلونی های بزرگ و بالغ عمق به چیزی حدود یک متر می رسد.

And then there's another long tunnel and a chamber, where we often find the queen,

بخش دیگری در لانه ی مورچه ها وجود دارد که تونلی است دراز با یک اتاقک، جایی که اغلب اوقات ملکه را می یابیم،

after eight hours of hacking away at the rock with pickaxes.

بعد از هشت ساعت کلنگ زدن در صخره ها به آن رسیدیم.

I don't think that chamber has evolved because of me and my backhoe

گمان نمی کنم که این اتاقک به دلیل تحقیقات من و ماشین خاک برداری ام

and my crew of students with pickaxes,

و دانشجویانم با کلنگ هایشان به وجود آمده باشد،

but instead because when there's flooding,

بلکه به دلیل وقوع سیل،

occasionally the colony has to go down deep.

گاهی اوقات کلونی به ناچار به عمق خود می افزاید.

So there's this whole network of chambers.

بنابراین تمام این شبکه از اتاق ها در یک لانه وجود دارد.

The queen's in there somewhere; she just lays eggs.

و ملکه جایی این داخل است، و فقط تخم گذاری می کند.

There's the larvae, and they consume most of the food.

و همین طور لاروها هستند، که بیشتر غذا را مصرف می کنند.

And this is true of most ants --

و یک نکته که در ارتباط با بیشتر گونه ها صادق است --

that the ants you see walking around don't do much eating.

این است که مورچه های خارج از لانه غذای چندانی نمی خورند.

They bring it back and feed it to the larvae.

بلکه غذا را به لانه آورده و لاروها را با آن تغذیه می کنند.

When the foragers come in with food, they just drop it into the upper chamber,

زمانی که مورچه های آذوقه جمع کن با غذا وارد لانه می شوند، آن را در اتاقک بالایی می اندازند،

and other ants come up from below, get the food,

و دسته ای دیگر از مورچه ها از طبقات زیرین بالا آمده، و غذا را جمع آوری می کنند،

bring it back, husk the seeds, and pile them up.

آن را می آورند، پوست دانه ها را جدا کرده، و سپس انبارشان می کنند.

There are nest maintenance workers working throughout the nest.

مورچه های تعمیرکار هم هستند که داخل لانه کار می کنند.

And curiously, and interestingly, it looks as though at any time

و نکته ای سوال برانگیز، و در عین حال جالب این جاست که به نظر می رسد

about half the ants in the colony are just doing nothing.

در هر زمان گویی نیمی از اعضای کلونی هیچ کاری انجام نمی دهند.

So, despite what it says in the Bible,

و بر خلاف گفته ی انجیل،

about, you know, "Look to the ant, thou sluggard,"

که می گوید "به مورچه بنگر، تو ای انسان تنبل،"

in fact, you could think of those ants as reserves.

در واقع، می توانید به این دسته به عنوان مورچه های ذخیره نگاه کنید.

That is to say, if something happened -- and I've never seen anything like this happen,

به این معنا که اگر مشکلی رخ دهد -- که من هرگز به چنین موردی بر نخورده ام،

but I've only been looking for 20 years --

اما خب من فقط بیست سال است که روی آنها مطالعه می کنم --

if something happened, they might all come out if they were needed.

اگر مشکلی ایجاد شود، در صورت لزوم تمامی آنها از لانه خارج می شوند.

But in fact, mostly they're just hanging around in there.

اما غیر از این در واقع، اینها بیشتر اوقات داخل لانه پرسه می زنند.

And I think it's a very interesting question --

و به نظرم سوال جالبی که مطرح است این است که --

what is there about the way the colony is organized

چه نکته ای در نحوه ی سازمان دهی یک کلونی وجود دارد

that might give some function to a reserve of ants who are doing nothing?

که به مورچه هایی که بیشتر اوقات کاری انجام نمی دهند وظایفی می دهد؟

And they sort of stand as a buffer in between

و اینها به صورت نوعی سپر بین

the ants working deep inside the nest and the ants working outside.

مورچه هایی که داخل و خارج از لانه فعال اند عمل کنند.

And if you mark ants that are working outside, and dig up a colony,

و اگر مورچه هایی را که خارج از لانه کار می کنند علامت گذاری کنید، کلونی را کاوش کنید،

you never see them deep down.

هرگز آنها را در عمق لانه نمی بینید.

So what's happening is that the ants work inside the nest when they're younger.

چیزی که رخ می دهد این است که مورچه ها تا زمانی که جوان ترند داخل لانه کار می کنند.

They somehow get into this reserve.

به نوعی تبدیل به مورچه های ذخیره می شوند.

And then eventually they get recruited to join this exterior workforce.

و سر انجام برای پیوستن به مورچه های خارج از لانه به کار گرفته می شوند.

And once they belong to the ants that work outside, they never go back down.

و زمانی که به مورچه هایی که بیرون کار می کنند، تعلق پیدا کردند، دیگر هرگز به داخل لانه باز نمی گردند.

Now ants -- most ants, including these, don't see very well.

حال اینکه -- بیشتر مورچه ها، که شامل این مورچه ها نیز می شوند، قدرت بینایی زیادی ندارند.

They have eyes, they can distinguish between light and dark,

چشم دارند، قادر به تشخیص نور و تاریکی هستند،

but they mostly work by smell.

اما بیشتر به حس بویایی خود متکی اند.

So just to reinforce that what you might have thought

در نتیجه در اینجا لازم به تاکید است که باوری که ممکن است درباره ی مورچه ی ملکه

about ant queens isn't true --

داشته باشید نادرست است --

you know, even if the queen did have the intelligence

چرا که حتی اگر مورچه ی ملکه از هوشی برخوردار بود

to send chemical messages through this whole network of chambers

که می توانست پیامهای شیمیایی را به سرتاسر این شبکه انتقال دهد

to tell the ants outside what to do,

و به مورچه های خارج از لانه فرمان صادر کند،

there is no way that such messages could make it in time to see

امکان نداشت که چنین پیامهایی با چنان سرعتی منتقل شوند که

the shifts in the allocation of workers that we actually see outside the nest.

تغییر تخصیص فعالیت مورچه های کارگر در خارج از لانه آنچنان که ما شاهدش هستیم رخ دهد.

So that's one way that we know the queen isn't directing the behavior of the colony.

و این یکی از راه هایی که است که ما در می یابیم ملکه سرپرستی رفتار سایر مورچه های کلونی را بر عهده ندارد.

So when I first set out to work on task allocation,

و زمانی که در ابتدا تحقیق در مورد تخصیص فعالیت در مورچه ها را آغاز کردم،

my first question was, "What's the relationship

اولین سوالی که برایم مطرح بود این بود که، "چه رابطه ایی

between the ants doing different tasks?

بین مورچه هایی که مسئولیت های مختلف بر عهده دارند وجود دارد؟

Does it matter to the foragers what the nest maintenance workers are doing?

آیا برای آذوقه جمع کن ها مهم است که مورچه های تعمیرکار چه فعالیتی انجام می دهند؟

Does it matter to the midden workers what the patrollers are doing?"

یا اینکه آیا برای مورچه های رفتگر مهم است که مورچه های نگهبان چه می کنند؟"

And I was working in the context of a view of ant colonies in which each ant

و در حین تحقیق روی کلونی مورچه هایی بودم که در آن

was somehow dedicated to its task from birth

که هر مورچه به نوعی از زمان تولد، خود را وقف مسئولیتی می کرد که به او واگذار شده بود

and sort of performed independently of the others,

و به نوعی آن را به شکلی مستقل از دیگران انجام می داد،

knowing its place on the assembly line.

در عین حال جایگاه خود را در کل مجموعه می شناخت.

And instead I wanted to ask, "How are the different task groups interdependent?"

اما در عوض می خواستم به این سوال پاسخ دهم که، "چطور گروه ها با فعالیت های مختلف به یکدیگر وابسته اند؟"

So I did experiments where I changed one thing.

بنابراین آزمایش هایی کردم که در آنها فقط یک چیز را تغییر می دادم.

So for example, I created more work for the nest maintenance workers

برای مثال، با قرار دادن توده ایی از خلال دندان نزدیک در ورودی لانه،

by putting out a pile of toothpicks near the nest entrance,

برای مورچه هایی که مسئول نگهداری و تعمیر لانه هستند

early in the morning when the nest maintenance workers are first active.

و فعالیتشان را صبح خیلی زود آغاز می کنند، بار کاری بیشتری ایجاد کردم.

This is what it looks like about 20 minutes later.

و این منظره ای است که بعد از بیست دقیقه شاهد آن بودم.

Here it is about 40 minutes later.

و یکی بعد از چهل دقیقه.

And the nest maintenance workers just take all the toothpicks

آنها تمامی خلال دندان ها را جمع کرده

to the outer edge of the nest mound and leave them there.

و به پشت لانه انتقال دادند و همانجا رها کردند.

And what I wanted to know was, "OK,

و نکته ای که من مایل بودم بدانم این بود که، "بسیار خب، به عنوان مثال این یکی از شرایطی بود که

here's a situation where extra nest maintenance workers were recruited --

مورچه های تعمیرکار اضافی فرا خوانده شدند --

is this going to have any effect on the workers performing other tasks?"

و سوال من این بود که آیا چنین شرایطی تاثیری روی مورچه های دیگر که مسئول فعالیتی متفاوت اند خواهد داشت؟

Then we repeated all those experiments with the ants marked.

بعد از این تجربه ما چنین مشاهده ای را با نشانه گذاری تمامی مورچه ها تکرار کردیم.

So here's some blue nest maintenance workers.

مثلا اینجا مورچه های مسئول تعمیر و نگهداری لانه را با رنگ آبی می بینیم.

And lately we've gotten more sophisticated

و زمانی که تبحر بیشتری پیدا کردیم

and we have this three-color system.

سیستمی با سه رنگ متفاوت ایجاد کردیم.

And we can mark them individually so we know which ant is which.

که در آن می توان مورچه ها را به طور مستقل نشانه گذاری کرد در نتیجه می دانیم هر مورچه به کدام دسته تعلق دارد.

We started out with model airplane paint

در ابتدا رنگی که در ساختن مدل های هواپیما استفاده می شود به کار می بردیم

and then we found these wonderful little Japanese markers,

و بعد این ماژیک های ژاپنی فوق العاده را برای نشانه گذاری پیدا کردیم،

and they work really well.

که واقعا برای این کار عالی هستند.

And so just to summarize the result,

و فقط برای جمع بندی باید بگویم،

well it turns out that yes, the different tasks are interdependent.

که بله، فعالیت های مختلف به هم وابسته اند.

So, if I change the numbers performing one task,

و بنابراین اگر، تعداد مورچه هایی که مشغول انجام یک فعالیت هستند را تغییر دهم،

it changes the numbers performing another.

تعداد مورچه هایی که مشغول فعالیت دیگری هستند نیز تغییر می کند.

So for example, if I make a mess

برای مثال اگر نوعی به هم ریختگی در لانه ایجاد کنم

that the nest maintenance workers have to clean up,

که مورچه های تعمیرکار مجبور به جمع آوری آن شوند،

then I see fewer ants out foraging.

نتیجه این می شود که تعداد کمتری از مورچه هایی که به جمع آوری آذوقه می پردازند را می بینم.

And this was true for all the pair-wise combinations of tasks.

و این برای هر دو فعالیت دلخواه درست بود.

And the second result, which was surprising to a lot of people,

و نتیجه ی دوم، که بسیاری را متعجب کرد،

was that ants actually switch tasks.

این بود که مورچه ها مسئولیت هایشان را جا بجا می کنند.

The same ant doesn't do the same task over and over its whole life.

به این معنا که یک مورچه یک فعالیت را تا پایان عمر تکرار نمی کند.

So for example, if I put out extra food, everybody else --

برای مثال، اگر من غذای اضافی در اطراف لانه قرار دهم،

the midden workers stop doing midden work and go get the food,

مورچه های رفتگر فعالیت خود را متوقف کرده و شروع به جمع آوری غذا می کنند،

they become foragers.

و تبدیل به مورچه های آذوقه جمع کن می شوند.

The nest maintenance workers become foragers.

مورچه های تعمیرکار به جمع آوری غذا می پردازند.

The patrollers become foragers.

مورچه های نگهبان هم آذوقه جمع می کنند.

But not every transition is possible. And this shows how it works.

اما تمامی این جا به جایی ها ممکن نیست. و این نمودار چگونگی چنین تغییر مسئولیت را نشان می دهد.

Like I just said, if there is more food to collect, the patrollers, the midden workers,

همان طور که قبلا گفتم، اگر مقدار بیشتری غذا برای جمع آوری وجود داشته باشد، مورچه های نگهبان، مورچه های رفتگر،

the nest maintenance workers will all change to forage.

و مورچه های تعمیرکار همگی به جمع آوری آذوقه می پردازند.

If there's more patrolling to do --

اگر نگهبانی بیشتری لازم باشد --

so I created a disturbance, so extra patrollers were needed --

که برای مشاهده ی چنین عکس العملی، من نوعی اختلال ایجاد کردم ، تا شرایطی ایجاد کنم که مورچه های نگهبان بیشتری نیاز بود --

the nest maintenance workers will switch to patrol.

و در این مورد مورچه های تعمیرکار تبدیل به مورچه های نگهبان می شوند.

But if more nest maintenance work is needed --

ولی در صورتی که به تعداد بیشتری مورچه ی تعمیرکار نیاز باشد --

for example, if I put out a bunch of toothpicks --

برای مثال ، اگر دسته ای خلال دندان بیرون از لانه قرار دهم --

then nobody will ever switch back to nest maintenance,

در چنین موردی هیچ مورچه ای فعالیتش را به کار تعمیر و نگهداری تغییر نمی دهد،

they have to get nest maintenance workers from inside the nest.

در این شرایط لازم است از مورچه های تعمیرکار داخل لانه استفاده کنند.

So foraging acts as a sink, and the ants inside the nest act as a source.

پس در نتیجه جمع آوری آذوقه مانند چاهک عمل می کند (مورچه ها را از فعالیت های دیگر جذب می کند)، و مورچه های داخل لانه به عنوان یک منبع عمل می کنند.

And finally, it looks like each ant is deciding

و در نهایت، به نظر می رسد هر مورچه در هر لحظه تصمیم می گیرد

moment to moment whether to be active or not.

که آیا فعال باشد یا نه.

So, for example, when there's extra nest maintenance work to do,

برای مثال، زمانی که کار تعمیرات و نگهداری لانه زیاد است،

it's not that the foragers switch over. I know that they don't do that.

به این معنا نیست که مورچه های آذوقه جمع کن تبدیل به مورچه های تعمیرکار می شوند. این نکته را می دانم.

But the foragers somehow decide not to come out.

اما به هر دلیل تصمیم می گیرند که از لانه خارج نشوند.

And here was the most intriguing result: the task allocation.

و این نمودار جذاب ترین نتیجه ی این تحقیق است: تخصیص فعالیت.

This process changes with colony age, and it changes like this.

این فرایند با تغییر سن کلونی تغییر می کند، و تغییرش بدین گونه است.

When I do these experiments with older colonies --

زمانی که من این مشاهدات را با کلونی های مسن تر انجام می دهم --

so ones that are five years or older --

مثلا آنهایی که پنج سال یا بیشتر از شکل گیری شان می گذرد --

they're much more consistent from one time to another

در می یابم که مورچه ها در چنین کلونی هایی پایدارترند.

and much more homeostatic. The worse things get,

و همچنین شرایط تعادل داخلی خودشان را بهتر حفظ می کنند. هر چه شرایط سختتر شود،

the more I hassle them, the more they act like undisturbed colonies.

و من دردسر بیشتری برایشان ایجاد کنم، بیشتر شبیه کلونی های متمرکز رفتار می کنند.

Whereas the young, small colonies --

در حالی که کلونی های کوچک تر و جوان تر --

the two-year-old colonies of just 2,000 ants -- are much more variable.

مثلا آنهایی که دو سال از شکل گیری شان می گذرد و فقط از دو هزار مورچه تشکیل شده اند -- خیلی متغیر تر اند.

And the amazing thing about this is that an ant lives only a year.

نکته ی شگفت انگیز این جاست که عمر یک مورچه تنها به یک سال می رسد.

It could be this year, or this year.

ممکن است این سال فرا رسد، یا سال دیگر.

So, the ants in the older colony that seem to be more stable

و در واقع مورچه هایی که در کلونی های پیرتر زندگی می کنند، که به نظر پایدارتر می آیند،

are not any older than the ants in the younger colony.

از آنهایی که در کلونی های جوان ترند، پیرتر نیستند.

It's not due to the experience of older, wiser ants.

پس به خاطر تجربه مورچه های پیرتر و داناتر نیست.

Instead, something about the organization

در مقابل، این چیزی در مورد سازماندهی کلونی است که

must be changing as the colony gets older.

باید با بلوغ کلونی تغییر می کند.

And the obvious thing that's changing is its size.

و قابل ملاحظه ترین نکته که در حال تغییر است اندازه ی کلونی است.

So since I've had this result, I've spent a lot of time trying to figure out

از زمانی که این نتایج را به دست آوردم، زمان زیادی را وقف این مورد کردم

what kinds of decision rules -- very simple, local, probably olfactory, chemical

تا در یابم چه قوانین تصمیم گیری -- عوامل بسیار ساده، محلی، شاید حس بویایی مورچه ها، و تبادلات شیمیایی،

rules could an ant could be using, since no ant can assess the global situation --

عواملی که یک مورچه می تواند به کار برد، چرا که هیچ مورچه ای توان ارزیابی وضعیت کلی را ندارد--

that would have the outcome that I see,

منجر به ایجاد نتایجی می شود که من می بینم.

these predictable dynamics, in who does what task.

وهمین عوامل قابل پیش بینی در این که هر مورچه چه فعالیتی انجام دهد.

And it would change as the colony gets larger.

و این با تغییر سن کلونی تغییر خواهد کرد.

And what I've found out is that ants are using a network of antennal contact.

نکته ای که به آن پی برده ام این است که مورچه ها از طریق یک شبکه ی شاخکی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.

So anybody who's ever looked at ants has seen them touch antennae.

و اگر به مورچه ها دقت کرده باشید حتما شاهد این نکته بوده اید که آنها شاخک هایشان را با یکدیگر تماس می دهند.

They smell with their antennae.

با شاخک هایشان بو می کنند.

When one ant touches another, it's smelling it,

زمانی که مورچه ای دیگری را لمس می کند، در واقع او را بو می کند.

and it can tell, for example, whether the other ant is a nest mate

و از این طریق، می تواند تشخیص دهد که به عنوان مثال مورچه ی مقابلش از لانه ی خودش است یا نه،

because ants cover themselves and each other, through grooming,

چرا که مورچه ها در حین تمیز کردن خود،

with a layer of grease, which carries a colony-specific odor.

بدن شان را با لایه ای از چربی می پوشانند که بوی مخصوص هر کلونی را با خود همراه دارد.

And what we're learning is that an ant uses the pattern of its antennal contacts,

و چیزی که می فهمیم این است که یک مورچه از الگوی برخورد شاخک هایش،

the rate at which it meets ants of other tasks, in deciding what to do.

میزان برخوردش با مورچه هایی با فعالیت های دیگر، استفاده می کند تا تصمیم بگیرد چه کاری انجام دهد.

And so what the message is, is not any message

و چیزی که ما تبادل پیام می نامیم

that they transmit from one ant to another, but the pattern.

در واقع پیام نیست بلکه، نوعی الگو است.

The pattern itself is the message.

الگویی که خود پیام به شمار می رود.

And I'll tell you a little bit more about that.

و در این مورد بیشتر توضیح خواهم داد.

But first you might be wondering:

اما اول نکته ای که ممکن است برایتان سوال برانگیز باشد این است که،

how is it that an ant can tell, for example, I'm a forager.

چگونه یک مورچه می تواند تشخیص دهد-- که مثلا من مسئول جمع آوری آذوقه ام.

I expect to meet another forager every so often.

انتظار دارم بیشتر مورچه ای که مسئول جمع آوری آذوقه است را ببینم.

But if instead I start to meet a higher number of nest maintenance workers,

اما اگر به جای آن به تعداد بیشتری مورچه های تعمیرکار برخورد کنم،

I'm less likely to forage.

احتمال اینکه آذوقه جمع کنم، کمتر است.

So it has to know the difference between

برای همین لازم است که یک مورچه توان تشخیص میان

a forager and a nest maintenance worker.

مورچه های مسئول آذوقه و تعمیرکار را داشته باشد.

And we've learned that, in this species --

و ما فهمیده ایم که، در این گونه --

and I suspect in others as well --

که فکر می کنم در مورد تمام گونه های دیگر مورچه ها نیز صادق باشد --

these hydrocarbons, this layer of grease on the outside of ants,

این هیدروکربن ها، این لایه چربی که خارج بدن مورچه ها را می پوشاند،

is different as ants perform different tasks.

با توجه به نوع فعالیتشان متفاوت است.

And we've done experiments that show that

و آزمایش هایی انجام داده ایم که نشان می دهد که

that's because the longer an ant stays outside,

دلیلش این است که هر چه مورچه ای مدت زمان طولانی تری

the more these simple hydrocarbons on its surface change,

خارج از لانه باشد، ترکیبات هیدروکربن ساده ی سطح بدنش بیشتر تغییر می یابد،

and so they come to smell different by doing different tasks.

و با انجام فعالیت های مختلف بویی متفاوت نیز از خود ساطع می کنند.

And they can use that task-specific odor in cuticular hydrocarbons --

در نتیجه مورچه ها قادراند از ترکیب هیدروکربن روی پوست با بوی مشخص که نمایان گر فعالیتی مشخص است استفاده کنند --

they can use that in their brief antennal contacts to somehow

و می توانند از این بو در تماس کوتاه مدتی که با شاخک های خود با مورچه ای دیگر دارند استفاده کنند

keep track of the rate at which they're meeting ants of certain tasks.

تا حسابی از اینکه با چه نرخی به مورچه های مربوط به هر فعالیت برخورد می کنند، نگه دارند.

And we've just recently demonstrated this

و ما اخیرا این نکته را

by putting extract of hydrocarbons on little glass beads,

با قرار دادن عصاره ی این هیدروکربن ها روی مهره های شیشه ای،

and dropping the beads gently down into the nest entrance at the right rate.

و به آرامی انداختن این مهره ها داخل ورودی لانه، اثبات کرده ایم.

And it turns out that ants will respond to the right rate of contact

و به نظر می رسد که مورچه ها نسبت به میزان مشخصی از تماس

with a glass bead with hydrocarbon extract on it,

با مهره های شیشه ای آغشته به هیدروکربن واکنش نشان می دهند،

as they would to contact with real ants.

انگار که دارند با مورچه های واقعی ارتباط برقرار می کنند.

So I want now to show you a bit of film --

من در اینجا می خواهم قسمت هایی از یک فیلم را برایتان نمایش دهم --

and this will start out, first of all, showing you the nest entrance.

فیلمی که در آغاز با در ورودی لانه شروع می شود.

So the idea is that ants are coming in and out of the nest entrance.

و بر این نکته دلالت دارد که مورچه ها از این نقطه وارد و خارج می شوند.

They've gone out to do different tasks, and the rate at which they meet

آنها برای انجام فعالیت های مختلف از لانه خارج شده اند، و نرخ برخوردشان با هم

as they come in and out of the nest entrance determines, or influences,

هنگام ورود و خروج از لانه تصمیم هر مورچه را مبنی بر اینکه

each ant's decision about whether to go out, and which task to perform.

آیا بیرون رود و چه کاری انجام دهد، تعیین می کند یا تحت تاثیر قرار می دهد.

This is taken through a fiber optics microscope. It's down inside the nest.

این تصویری است که توسط یک میکروسکوپ نوری گرفته شده. اینجا آن پایین داخل لانه است.

In the beginning you see the ants

در آغاز فقط مورچه ها را می بینید

just kind of engaging with the fiber optics microscope.

که توجه شان به میکروسکوپ جلب شده.

But the idea is that the ants are in there,

اما نکته این جاست که مورچه ها داخل لانه اند،

and each ant is experiencing a certain flow of ants past it --

و هر مورچه نوعی جریان به خصوص از مورچه هایی که از کنارش عبور می کند را احساس می کند --

a stream of contacts with other ants.

موجی از ارتباطات میان مورچه های مختلف.

And the pattern of these interactions determines

و الگویی که در اثر چنین تماس هایی ایجاد می شود

whether the ant comes back out, and what it does when it comes back out.

مشخص کننده ی این نکته است که آیا مورچه دوباره از لانه خارج می شود یا نه، و اینکه اگر از لانه خارج شود چه فعالیتی انجام می دهد.

You can also see this in the ants just outside the nest entrance like these.

می توانید این را در مورد مورچه های خارج از در ورودی مثل اینها ببینید.

Each ant, then, as it comes back in, is contacting other ants.

هر مورچه، زمانی که مجددا به داخل لانه باز می گردد، با مورچه های دیگر تماس بر قرار می کند.

And the ants that are waiting just inside the nest entrance

و مورچه هایی که در ورودی لانه منتظراند

to decide whether to go out on their next trip,

بر اساس تماس شان با مورچه هایی که وارد لانه می شوند،

are contacting the ants coming in.

تصمیم می گیرند که آیا در سفر بعدی خود از لانه خارج شوند یا نه.

So, what's interesting about this system is that it's messy.

و نکته ی جالب در ارتباط با چنین سیستمی به هم ریختگی آن است.

It's variable. It's noisy. And, in particular, in two ways.

متغیر است و پر سروصدا. به ویژه از دو جهت.

The first is that the experience of the ant -- of each ant -- can't be very predictable.

نکته ی اول اینکه تجربه ی مورچه --هر مورچه -- خیلی قابل پیش بینی نیست.

Because the rate at which ants come back depends on

چرا که سرعت بازگشت مورچه ها به همه ی اتفاقات کوچکی

all the little things that happen to an ant as it goes out and does its task outside.

که برای یک مورچه هنگام انجام هر کار خارج لانه رخ می دهد، وابسته است.

And the second thing is that an ant's ability to assess this pattern

و نکته ی دوم این است که توانایی هر مورچه در ارزیابی این الگو

must be very crude because no ant can do any sophisticated counting.

باید بسیار خام باشد، چرا که هیچ مورچه ای نمی تواند محاسبات پیچیده ای انجام دهد.

So, we do a lot of simulation and modeling, and also experimental work,

ما مقدار زیادی شبیه سازی و مدلسازی و همین طور آزمایش انجام می دهیم،

to try to figure out how those two kinds of noise combine to,

تا سعی کنیم بفهمیم این دو نوع اختلال چگونه ترکیب می شوند،

in the aggregate, produce the predictable behavior of ant colonies.

جمع شده و سبب ایجاد رفتارهای قابل پیش بینی در یک کلونی می شوند.

Again, I don't want to say that this kind of haphazard pattern of interactions

مجددا نمی خواهم بگویم که چنین الگوهای تصادفی که بر اثر برخورد مورچه ها با یکدیگر ایجاد می شوند

produces a factory that works with the precision and efficiency of clockwork.

همچون کارخانه ای است که با بازدهی و دقتی فراوان کار می کند.

In fact, if you watch ants at all, you end up trying to help them

در حقیقت، اگر اصلا به مورچه ها توجه کنید، نهایتا سعی می کنید بهشان کمک کنید،

because they never seem to be doing anything

چرا که به نظر می رسد آنها هرگز

exactly the way that you think that they ought to be doing it.

به آن شکلی که شما انتطار دارید کاری انجام نمی دهند.

So it's not really that out of these haphazard contacts, perfection arises.

پس این طور نیست که از چنین تماس های اتفاقی، یک سیستم بی نقص در بیاید.

But it works pretty well.

ولی خیلی خوب کار می کند.

Ants have been around for several hundred million years.

میلیون ها سال است که از عمر مورچه ها روی زمین می گذرد.

They cover the earth, except for Antarctica.

و در تمامی نقاط زمین به جز قطب جنوب زندگی می کنند.

Something that they're doing is clearly successful enough

کاری که مورچه ها می کنند به وضوح به اندازه ی کافی موفقیت آمیز است

that this pattern of haphazard contacts, in the aggregate,

که الگوی چنین برخوردهای تصادفی، در مجموع،

produces something that allows ants to make a lot more ants.

چیزی می سازد که به مورچه ها توان تولید مورچه های بیشتر را می دهد.

And one of the things that we're studying is how natural selection

و یکی از نکاتی که ما مشغول بررسی آنیم این است که انتخاب طبیعی

might be acting now to shape this use of interaction patterns --

چگونه می تواند در شکل دهی استفاده از الگوهای برخورد بین مورچه ها موثر باشد --

this network of interaction patterns --

این شبکه از الگوها که از چنین تماس هایی ایجاد می شوند --

to perhaps increase the foraging efficiency of ant colonies.

طوری که شاید سبب افزایش بازده جمع آوری آذوقه در کلونی مورچه ها شود.

So the one thing, though, that I want you to remember about this

نکته ای که مایلم شما به خاطر بسپارید، این است که

is that these patterns of interactions

این الگوی تماس ها

are something that you'd expect to be closely connected to colony size.

چیزی هستند که ممکن است شما انتظار داشته باشید که ارتباطی نزدیک با اندازه ی کلونی داشته باشند.

The simplest idea is that when an ant is in a small colony --

ساده ترین ایده این است که وقتی یک مورچه در یک کلونی کوچک است --

and an ant in a large colony can use the same rule,

و مورچه ای در یک کلونی بزرگ می تواند از همین قانون پیروی کند،

like "I expect to meet another forager every three seconds."

مانند اینکه "من انتظار دارم که هر سه ثانیه یک مورچه ی جمع آورنده ی آذوقه را ببینم."

But in a small colony, it's likely to meet fewer foragers,

اما در یک کلونی کوچک، احتمالا با مورچه های جمع آورنده ی آذوقه کمتری برخورد می کنم،

just because there are fewer other foragers there to meet.

فقط به این دلیل که تعداد مورچه های جمع آورنده ی آذوقه کمتر است.

So this is the kind of rule that, as the colony develops and gets older and larger,

و این در واقع یک قانون است که، هر چه یک کلونی رشد می کند و بزرگ تر می شود،

will produce different behavior in an old colony and a small young one.

نقش های رفتاری متفاوتی نیز به نسبت کلونی های کوچک تر و جوان تر ایجاد می شود.

Thank you.

متشکرم.

(Applause)

( تشویق حضار )