Deborah Gordon: The emergent genius of ant colonies

Fordító: Nora Levay Lektor: Zsófia Herczeg

Azért tanulmányozom a hangyákat,

mert szeretek azon gondolkodni, hogyan működnek a szervezetek.

Különösen az érdekel,

hogyan képesek egy szervezet elemi egységei együttműködni,

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

és ezáltal a szervezet egészének viselkedését meghatározni.

And in particular, how the simple parts of organizations

A hangyakolóniák jó példák erre, de más példákat is találunk.

interact to create the behavior of the whole organization.

Ilyen a világháló és számos biológiai rendszer:

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

az agy, a sejtek, a fejlődő embrió.

Kb. 10.000 hangyafaj létezik.

and there are many others. The web is one.

There are many biological systems like that --

Mindegyik kolóniában él, ahol egy vagy néhány királynő van.

brains, cells, developing embryos.

Az összes többi hangya, amit jönni-menni látunk, steril nőstény dolgozó.

There are about 10,000 species of ants.

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

Ami az összes hangyakolóniában közös, az az, hogy nincs központi irányítás.

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

Senki nem mondja meg senkinek, hogy mit csináljon.

A királynő csak petéket rak. Nincs vezetőség.

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

Egyetlen hangya sem irányítja egy másik hangya viselkedését.

Nobody tells anybody what to do.

Én pedig azt próbálom megérteni, hogyan működik ez.

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

Az elmúlt 20 évben

No ant directs the behavior of any other ant.

aratóhangyáknak egy délkelet-arizonai populációjával dolgoztam.

And I try to figure out how that works.

Itt látható a megfigyelési területem.

Ez a kép valójában a hangyákról készült, a nyúl csak véletlenül került oda.

And I've been working for the past 20 years

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

(Nevetés)

Ezeket a hangyákat aratóhangyáknak hívják, mivel magokat fogyasztanak.

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

Ez az érett kolónia fészke, és ott van a fészek bejárata.

and the rabbit just happens to be there.

Körülbelül 20 méter távolságban gyűjtik a táplálékot,

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

összegyűjtik a magokat és visszaviszik a fészekhez, ahol tárolják.

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

Évente elmegyek, és térképet rajzolok a megfigyelési területemről.

And they forage maybe for about 20 meters away,

Ez csak egy út, és nem is túl nagy:

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

kb. 250 méter az egyik oldalon és 400 méter a másikon.

Minden kolóniának van neve: egy szám, amit egy sziklára festünk.

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

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

Minden évben elmegyek oda, és megkeresem azokat a kolóniákat,

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

melyek az előző évben aktívak voltak.

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

Felmérem, melyek pusztultak el, és felrajzolom a térképre az újakat.

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

Ezáltal tudom, hogy melyik hány éves.

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

Ebből adódóan pedig tanulmányozni tudom, hogyan változik a viselkedésük,

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

ahogy a kolónia egyre öregebb és nagyobb lesz.

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

Szeretném bemutatni Önöknek egy kolónia életciklusát.

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

Egy hangya soha nem hoz létre újabb hangyát.

Mindig kolónia hoz létre újabb kolóniát.

as the colony gets older and larger.

Ezt úgy teszik, hogy minden évben kiküldik a szaporodóképeseket:

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

ezek azok a szárnyas alakok, melyek aztán nászrepülésbe kezdenek.

Ants never make more ants; colonies make more colonies.

Tehát minden évben ugyanazon a napon - rejtély, hogy ez pontosan hogyan zajlik -

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

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

minden kolónia kiküldi a szűz, szárnyas, még nem megtermékenyített királynőket

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

és a hímeket, melyek egy helyre repülnek, majd párosodnak.

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

Itt egy nemrég még szűz királynő látható. (Nevetés) Ezek itt a szárnyai.

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

Egy hímmel párosodik épp,

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

míg fönt egy másik hím vár a sorára.

A királynők gyakran többször párosodnak.

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

A folyamat végén a hímek elpusztulnak. Nekik eddig tartott a történet.

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

(Nevetés)

A frissen megtermékenyített királynők elrepülnek valahova,

Often the queens mate more than once.

elhullajtják a szárnyaikat,

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

ásnak egy gödröt maguknak, ahol elkezdik a petéiket lerakni.

(Laughter)

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

15-20 évig élnek, ezalatt folyamatosan petéket raknak,

mindezt azzal a spermiummal, ami abból az egyetlen párosodásból származik.

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

A királynő tehát lemegy oda,

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

petéket rak, és eteti a lárvákat.

Egy hangya tehát peteként kezdi az életét, és lárva lesz belőle.

using the sperm from that original mating.

A lárvákat a saját zsírtartalékainak felöklendezésével eteti.

So the queen goes down in there.

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

Amikor az első hangyák kikelnek a petéből, lárvák lesznek.

Ezután bebábozódnak, majd kifejlett hangyákként jönnek elő.

She feeds the larvae by regurgitating from her fat reserves.

Útnak indulnak, élelmet szereznek, kiássák a fészket,

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

és a királynő soha többet nem jön elő.

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

Ez egy egyéves kolónia, történetesen az 536-os számú.

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

Ott van a fészek bejárata és egy ceruza viszonyításnak.

and the queen never comes out again.

Ez tehát az a kolónia, melyet a királynő az előző nyáron alapított.

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

Ez egy hároméves kolónia.

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

Ott a bejárat és a ceruza viszonyítási alapként.

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

Csinálnak egy szemétdombot, az élelem el nem fogyasztott részeiből,

This is a three-year-old colony.

ami általában maghéjakból áll.

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

Ez egy ötéves kolónia. Ez a bejárat, és ott a ceruza.

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

Ez körülbelül a végleges méret, nagyjából egy méter átmérővel.

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

Itt látható hogyan változik a kolónia mérete és a dolgozók száma -

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

ez tehát nagyjából 10.000 dolgozó -

a kolónia években kifejezett életkorának függvényében.

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

A kezdő szám nulla - ekkor még csak az alapító királynő van,

so this is about 10,000 worker ants --

és a számuk 10-12 ezerre nő, mire a kolónia ötéves lesz.

changes as a function of colony age, in years.

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

Ez a méret megmarad egészen a királynő haláláig.

Amikor a királynő 15-20 éves lesz, nincs aki több hangyát hozzon létre.

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

Amikor elérik ezt a stabil méretet és létszámot, szaporodni kezdenek.

And it stays that size until the queen dies

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

Ekkor küldenek ki szárnyas királynőket és hímeket az éves nászrepülésre.

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

Azért tudom, hogyan változik egy kolónia mérete az életkor előrehaladtával,

that they start to reproduce.

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

mert kiástam ismert korú kolóniákat, és egyesével megszámoltam őket.

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

(Nevetés)

Mégsem ez a legizgalmasabb része ennek a kutatásnak, habár ez is érdekes.

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

(Nevetés)

A valódi kérdés, amin a hangyákkal kapcsolatban gondolkodom az,

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

amit feladatkiosztásnak nevezek.

És itt nemcsak a kolónia szervezeti felépítése érdekes,

(Laughter)

hanem az is, hogy hogyan változtatja meg a viselkedését?

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

Hogyan képes a kolónia a különböző feladatokat ellátó dolgozók számát

That's not just how is the colony organized,

a külső körülményeknek megfelelően változtatni?

but how does it change what it's doing?

Egy kolónia életében történnek dolgok.

How is it that the colony manages to adjust

Ha nyáron esik, a sivatagban árvizek vannak.

the numbers of workers performing each task as conditions change?

Ezek sok kárt tesznek a fészekben,

ezért több hangya kell a fészek rendbetételéhez.

So, things happen to an ant colony.

Ha bőséges a táplálékforrás -

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

és ezt mindenki ismeri, aki valaha piknikezett -,

There's a lot of damage to the nest,

több hangya gyűjti az élelmet.

and extra ants are needed to clean up that mess.

Hogyan képes a kolónia a feladatokhoz igazítani a dolgozók számát,

When extra food becomes available --

ha senki nem mondja meg senkinek, hogy mit csináljon?

and this is what everybody knows about picnics --

then extra ants are allocated to collect the food.

Ez tehát az a folyamat, amit feladatkiosztásnak nevezek.

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

A fészket elhagyó aratóhangyáknál a feladatokat négy csoportra osztom:

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

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

vannak táplálékszerző hangyák,

akik az élelemszerző útvonal mentén keresik a táplálékot,

And in harvester ants, I divide the tasks

of the ants I see just outside the nest

vagy viszik vissza azt a fészekbe.

A járőrök - ez egy nagyító akart lenni - érdekes csoport.

into these four categories: where an ant is foraging,

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

Kora reggel indulnak útnak, a táplálékszerzők előtt.

Valamiképp kiválasztják azt az irányt, amerre a táplálékszerzők fognak menni,

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

és pusztán azzal, hogy visszatérnek, jelzik a táplálékszerzőknek,

are an interesting group that go out early in the morning

before the foragers are active.

hogy az útvonal biztonságos.

They somehow choose the direction that the foragers will go,

A fészekkarbantartók bent dolgoznak,

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

és szeretném elmondani, hogy a fészek leginkább Bill Lishman házára hasonlít.

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

Kamrák vannak belül, a falakat nedves talajjal bélelik,

Then the nest maintenance workers work inside the nest,

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

ami vályogszerű felületté szárad ki.

That is, that there are chambers inside,

Nagyon hasonlít azokra a barlanglakásokra is,

they line the walls of the chambers with moist soil

melyekben a környéken élő hopi törzs tagjai laknak.

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

A karbantartók ezt a munkát a fészken belül végzik,

It also looks very similar to some of the cave dwellings

majd a fészekből a száraz talajszemcséket a rágóik közt tartva hordják a felszínre.

of the Hopi people that are in that area.

Tehát a karbantartók egy kis homokkal jönnek föl,

And the nest maintenance workers do that inside the nest,

leteszik, megfordulnak és visszamennek.

Végül pedig a szemétért felelős dolgozók

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

valamilyen kémiai anyaggal jelölik meg a szemetet,

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

így jelezve territóriumuk határát.

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

Tehát azt látjuk, hogy a szemétfelelősök hulladékkupacot építenek.

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

Egyik nap itt van a kupac, másik napra átmozgatják máshova,

aztán újra visszaviszik.

Ez tehát a szemétfelelősök munkája.

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

És ezt a négy csoportot csak a fészken kívül dolgozó hangyák alkotják.

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

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

Ez nagyjából a kolónia 25%-a, és ők a legöregebb hangyák.

So that's what the midden workers do.

Egy hangya tehát valahol a királynő közelében kezdi a munkát.

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

Amikor kiásunk egy fészket, azt látjuk, hogy olyan mély, amilyen széles,

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

ami egy nagy és öreg fészeknél kb. egy méter.

So, an ant starts out somewhere near the queen.

Aztán van még egy hosszú alagút és egy kamra, ahol gyakran a királynőt találjuk,

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

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

persze csak a sziklák nyolc órányi csákányozása után.

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

Nem hiszem, hogy ez a kamra azért lett ilyen,

hogy távol tartson engem, a markológépem és a csákányokkal felszerelt diákjaim,

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

hanem inkább azért, mert ha áradás van,

a kolóniának időnként mélyre kell visszahúzódnia.

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

Ezért hát egy teljes kamrahálózatot alakítottak ki.

and my crew of students with pickaxes,

A királynő pedig ott van valahol, és petéket rak.

but instead because when there's flooding,

Ott vannak a lárvák; a táplálék javát ők eszik meg.

occasionally the colony has to go down deep.

És a legtöbb hangyára, amit jönni-menni látunk igaz,

So there's this whole network of chambers.

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

hogy nem eszik valami sokat.

Az élelmet a lárvák etetésére viszik.

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

Miután a táplálékszerzők megérkeznek, bedobják az élelmet a felső kamrába,

And this is true of most ants --

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

ahova más hangyák alulról feljönnek, magukhoz veszik az élelmet,

They bring it back and feed it to the larvae.

leviszik, lehántják a magokrók a héjat és kupacba rendezik.

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

Ott vannak a karbantartók is, akik a fészek teljes területén dolgoznak.

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

Érdekes módon azonban úgy tűnik, hogy bármely adott pillanatban

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

a kolónia körülbelül fele az égvilágon semmit nem csinál.

There are nest maintenance workers working throughout the nest.

Tehát ellentétben a bibliai idézettel, mely így szól:

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

“Eredj a hangyához, te rest,”

úgy tűnik a kolónia felére, inkább csak mint tartalékra kell tekintenünk.

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

So, despite what it says in the Bible,

Vagyis, ha bármi történne - bár én még nem láttam ilyet,

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

igaz, nekem csak röpke 20 év tapasztalatom van -,

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

szóval ha valami történne, és szükség lenne rájuk, mind bevethetők lennének.

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

Valójában viszont legtöbbjük csak úgy elvan odabent.

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

És azt gondolom, nagyon érdekes kérdés,

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

hogy mi lehet egy kolónia szervezeti felépítésében az,

ami mégis funkciót ad a tartalékos, semmittevő hangyáknak,

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

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

what is there about the way the colony is organized

akik valamiféle pufferzónaként működnek

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

a fészek mélyén és a külvilágban dolgozó hangyák között.

Ha megjelölünk külső dolgozókat, és kiássuk a kolóniát,

And they sort of stand as a buffer in between

a fészek mélyén sosem látunk közülük egyet sem.

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

Az történik tehát, hogy amíg a hangyák fiatalok, a fészek mélyén dolgoznak.

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

Ezután valamiképpen tartalékosokká válnak.

you never see them deep down.

Végül pedig a külső munkákat végzőkhöz csatlakoznak.

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

És ha egyszer csatlakoztak a külső munkát végzőkhöz,

They somehow get into this reserve.

már soha többé nem mennek vissza a fészek mélyére.

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

A legtöbb hangya, a tartalékosokat is beleértve, nem lát túl jól.

Van szemük, és különbséget tudnak tenni fény és sötétség között,

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

de elsősorban szaglás alapján dolgoznak.

Ki kell hangsúlyoznom, hogy amit esetleg a hangyakirálynőről gondoltak, nem igaz.

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

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

Még ha rendelkezne is a királynő elegendő intelligenciával ahhoz,

but they mostly work by smell.

So just to reinforce that what you might have thought

hogy a kamrák szövevényén át kémiai úton küldjön üzenetet,

about ant queens isn't true --

és utasítást adjon a fészken kívül dolgozóknak,

you know, even if the queen did have the intelligence

kizárt, hogy egy ilyen üzenet időben megérkezne úgy,

to send chemical messages through this whole network of chambers

hogy a feladatkiosztás változásaihoz is alkalmazkodjon.

to tell the ants outside what to do,

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

Ez az egyik oka annak, hogy tudjuk,

a királynő nem irányítja a kolónia viselkedését.

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

Tehát amikor először kezdtem foglalkozni a feladatkiosztással,

az első kérdésem ez volt:

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

Mi a kapcsolat az egyes feladatokat végző csoportok között?

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

Számít-e a táplálékszerzőknek, hogy mit csinálnak a karbantartók?

my first question was, "What's the relationship

Számít-e a szemétfelelősöknek, hogy mit csinálnak a járőrök?

between the ants doing different tasks?

A kontextus, amiben a kolóniák működését vizsgáltam az volt,

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

hogy minden egyed születésétől fogva a többiektől függetlenül

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

egy adott feladatot végez,

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

és tisztában van a kolónia futószalagán betöltött szerepével.

A kérdést mégis inkább így fogalmaztam meg:

was somehow dedicated to its task from birth

Hogyan függnek egymástól az egyes feladatokat végző csoportok?

and sort of performed independently of the others,

Olyan kísérleteket végeztem, ahol egyetlen tényezőt változtattam meg.

knowing its place on the assembly line.

Például több feladatot adtam a karbantartóknak azzal,

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

hogy egy kupac fogpiszkálót tettem a bejárat elé kora reggel,

So I did experiments where I changed one thing.

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

amikor megkezdik munkájukat.

20 perccel később így nézett ki a bejárat. (Nevetés)

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

Kb. 40 perccel később pedig így.

A karbantartók az összes fogpiszkálót

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

a hangyaboly szélére hurcolták és ott hagyták.

This is what it looks like about 20 minutes later.

Amire kíváncsi voltam, az volt, hogy van itt egy helyzet,

Here it is about 40 minutes later.

aminek a megoldásához többlet karbantartókat állítottak be.

And the nest maintenance workers just take all the toothpicks

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

Lesz-e ennek bármilyen hatása a más feladatokat végző csoportokra?

And what I wanted to know was, "OK,

Ezután megismételtük a teljes kísérletet megjelölt hangyákkal.

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

Itt látható néhány kék színű karbantartó.

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

Idővel kifinomultabb lett a rendszerünk, és már három színnel dolgoztunk.

Then we repeated all those experiments with the ants marked.

Egyedszinten jelölünk, így tudjuk, hogy melyik hangya hova tartozik.

So here's some blue nest maintenance workers.

Először repülőgépmakettekhez használt festékkel dolgoztunk,

And lately we've gotten more sophisticated

majd rátaláltunk ezekre a csodás kis japán filcekre, amik remekül beváltak.

and we have this three-color system.

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

Tehát az eredményeket összefoglalva,

igen, úgy tűnik, hogy az egyes feladatok függnek egymástól.

We started out with model airplane paint

and then we found these wonderful little Japanese markers,

Ha tehát megváltoztatom az egyik feladathoz rendelt dolgozók számát,

and they work really well.

az meg fogja változtatni a másik feladatot végzők számát is.

And so just to summarize the result,

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

Ha például rendrakási feladatot adok a karbantartóknak,

So, if I change the numbers performing one task,

akkor kevesebb táplálékszerzőt látok.

it changes the numbers performing another.

És ez minden páros feladatkombinációra igaz volt.

So for example, if I make a mess

A másik eredmény, ami sokakat meglepett,

that the nest maintenance workers have to clean up,

then I see fewer ants out foraging.

hogy a hangyák változtatják a feladataikat.

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

Egy adott hangya nem ugyanazt a feladatot végzi egész életében.

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

Ha tehát többletélelmet teszek ki, mindenki más, így a szemétfelelősök is

was that ants actually switch tasks.

abbahagyják a szemétgyűjtést, hogy a táplálékkal foglalkoznak -

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

táplálékszerzők lesznek.

A karbantartók táplálékszerzők lesznek.

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

A járőrök táplálékszerzők lesznek.

De a feladatváltás nem minden irányban lehetséges.

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

Itt látható a működése.

they become foragers.

Ahogy már mondtam, ha több az élelem, a járőrök, szemétfelelősök, karbantartók

The nest maintenance workers become foragers.

The patrollers become foragers.

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

mind táplálékszerzésre állnak át.

Ha több a járőrözési feladat, azaz valamilyen zavart okoztam,

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

és több járőrre van szükség, akkor a karbantartók állnak be járőrözni.

the nest maintenance workers will all change to forage.

If there's more patrolling to do --

Ha azonban több karbantartóra van szükség,

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

például mert egy kupac fogpiszkálót szórtam ki,

kintről senki nem fog beállni a karbantartókhoz.

the nest maintenance workers will switch to patrol.

But if more nest maintenance work is needed --

A fészken belülről kell ehhez dolgozókat szerezni.

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

A táplálékszerzés tehát a feladatok szempontjából végállomás,

then nobody will ever switch back to nest maintenance,

míg a fészek a többletdolgozók forrása.

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

Végül pedig úgy tűnik, hogy minden egyes hangya

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

az adott pillanatban dönti el, hogy aktív legyen-e vagy sem.

Ha például többlet- karbantartási feladat van,

And finally, it looks like each ant is deciding

nem a táplálékszerzők fognak feladatot váltani - tudom, hogy nem fognak.

moment to moment whether to be active or not.

A táplálékszerzők valamiképp úgy döntenek, hogy nem jönnek ki.

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

És itt láttuk a legérdekesebb eredményt: a feladatkiosztást.

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

Ez a folyamat a kolónia életkorával változik a következőképpen:

But the foragers somehow decide not to come out.

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

Ha öregebb kolóniákkal kísérletezek, ötévesekkel vagy annál idősebbekkel,

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

sokkal állandóbbak, stabilabbak.

Minél kuszábbá válik a helyzet, minél jobban megzavarom őket,

When I do these experiments with older colonies --

annál olajozottabban működik a kolónia.

so ones that are five years or older --

Ezzel szemben a kisebb, fiatalabb kolóniák,

they're much more consistent from one time to another

például egy csak 2000 hangyából álló kétéves kolónia, sokkal változékonyabb.

and much more homeostatic. The worse things get,

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

És ebben az a csodálatos, hogy egy hangya csak egy évig él.

Whereas the young, small colonies --

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

Mindegy, melyik évet nézzük.

Tehát a stabilabbnak tűnő többéves kolóniákban a hangyák

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

semmivel sem öregebbek, mint a fiatal kolóniákban.

It could be this year, or this year.

Tehát nem léteznek tapasztaltabb, bölcsebb hangyák.

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

Ehelyett a kolóniák szervezeti felépítésében kell legyen valami,

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

ami idővel változik.

Ez a magától értetődően változó tényező pedig a méret.

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

Amióta erre rájöttem, sok időt töltöttem azzal, hogy megértsem,

Instead, something about the organization

must be changing as the colony gets older.

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

milyen döntési szabályokat - nagyon egyszerű, helyi,

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

feltehetően szaglás útján és kémiai módon működő szabályokat -

alkalmazhatnak a hangyák,

hiszen egyetlen hangya sem láthatja a teljes képet

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

és értheti meg a feladatkiosztással összefüggő, megjósolható dinamikákat

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

olyan formában, ahogy mi.

És mindez a kolónia növekedésével változik.

that would have the outcome that I see,

Amire rájöttem az, hogy a hangyák

these predictable dynamics, in who does what task.

a csápjaik érintkezésével alakítanak ki hálózatot.

And it would change as the colony gets larger.

Bárki, aki figyelt már hangyákat, látta, hogy a csápjaikat összeérintik.

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

A csápjaikkal szagolnak.

Amikor egy hangya megérint egy másikat, megszagolja,

és el tudja dönteni például, hogy a másik fészektársa-e.

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

A hangyák ugyanis egymás tisztogatása során több rétegben bekenik egymást

They smell with their antennae.

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

egy, az adott kolóniára jellemző illatú, zsíros anyaggal.

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

Arra jöttünk rá, hogy egy hangya a csápok érintkezésének mintázata alapján,

because ants cover themselves and each other, through grooming,

és abból, hogy milyen gyakran találkozik más feladatot végző hangyákkal,

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

képes eldönteni, hogy neki magának mit kell csinálnia.

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

A lényeg tehát az, hogy nem az egyik hangya ad át a másiknak üzenetet,

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

hanem maga a mintázat az üzenet.

And so what the message is, is not any message

És erről később mondok még néhány dolgot.

Először azonban arról beszélnék, hogyan képes egy hangya eldönteni,

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

például azt, hogy egy másik hangya táplálékszerző:

The pattern itself is the message.

Arra számítok, hogy egy társammal fogok valamilyen gyakorisággal találkozni,

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

But first you might be wondering:

ehelyett azonban egyre több karbantartóval találkozom.

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

Így kisebb az esélye annak is, hogy én táplálékszerző legyek.

A hangyának tehát fel kell ismernie a különbséget

I expect to meet another forager every so often.

egy táplálékszerző és egy karbantartó között.

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

Arra jöttünk rá, hogy ennél a fajnál, és valószínű más fajoknál is,

I'm less likely to forage.

So it has to know the difference between

a hangyák testének felszínén lévő zsíros, szénhidrogénekből álló réteg

a forager and a nest maintenance worker.

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

különbözik attól függően, hogy az egyed épp milyen feladatot végez.

and I suspect in others as well --

Kísérleteket végeztünk ennek bizonyítására.

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

Minél hosszabb időt tölt egy hangya a fészken kívül, annál jobban változik

is different as ants perform different tasks.

a testén lévő egyszerű szénhidrogénből álló réteg,

így tehát más feladatok végzésekor más illatot bocsájt ki.

And we've done experiments that show that

that's because the longer an ant stays outside,

Ez a kutikulában lévő, szénhidrogénekből álló, feladatspecifikus illat

the more these simple hydrocarbons on its surface change,

a csápok rövid ideig tartó érintkezésével valamiképp lehetővé teszi,

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

hogy számon tudják tartani,

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

milyen gyakorisággal találkoznak bizonyos feladatokat végző hangyákkal.

Ezt nemrégiben sikerült demonstrálnunk oly módon,

they can use that in their brief antennal contacts to somehow

hogy a fészek bejáraton át

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

szénhidrogén kivonattal bevont üveggyöngyöket ejtettük le óvatosan

és a megfelelő ütemben a fészek belsejébe.

And we've just recently demonstrated this

Azt tapasztaltuk, hogy ha megfelelő az ütem,

by putting extract of hydrocarbons on little glass beads,

a hangyák reagálnak ezekre üveggolyókra,

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

ugyanúgy, ahogy valódi hangyákkal való kontaktusra reagálnának.

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

Most szeretnék Önöknek egy rövid filmet mutatni.

with a glass bead with hydrocarbon extract on it,

as they would to contact with real ants.

A film a fészek bejáratának bemutatásával kezdődik.

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

A lényeg, hogy a hangyák ki-be mennek a fészek bejáratán

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

különböző feladatok elvégzése céljából,

és amilyen arányban találkoznak egymással, a fészek bejáratánál,

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

az határozza meg vagy befolyásolja a döntésüket,

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

hogy kimenjenek-e, és ha igen, milyen feladatot végezzenek.

Ezt száloptikás mikroszkóppal készítettük a fészek mélyén.

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

Az elején láthatják, ahogy a hangyák megvizsgálják a száloptikás mikroszkópot.

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

A lényeg, hogy a hangyák ott vannak,

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

In the beginning you see the ants

és minden egyes hangya társainak egy bizonyos mértékű áramlását érzékeli.

just kind of engaging with the fiber optics microscope.

But the idea is that the ants are in there,

A fajtársakkal való kontaktus áramlását.

A kontaktus áramlásának mintázata határozza meg,

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

hogy egy hangya elhagyja-e a fészket, és ha igen, mit csinál.

a stream of contacts with other ants.

Láthatják is ezt azokon a hangyákon,

And the pattern of these interactions determines

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

melyek a fészek bejáratán kívül vannak, mint itt ezek.

Minden egyes hangya, amelyik visszatér, hozzáér a többiekhez.

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

Azok a hangyák pedig, amelyek a fészek bejáratán belül várnak azért,

hogy eldöntsék mi lesz a következő küldetésük,

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

hozzáérnek a beérkező hangyákhoz.

Ami érdekes, hogy ez a rendszer meglehetősen zavaros,

And the ants that are waiting just inside the nest entrance

to decide whether to go out on their next trip,

változékony, zajos - különösen két tekintetben.

are contacting the ants coming in.

Az első, hogy a hangyák egyed szintű tapasztalásai

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

nem igazán kiszámíthatóak.

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

Mert annak az üteme, ahogy a hangyák a fészekbe visszatérnek,

számos apró hatástól függ, amely a hangyát éri,

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

miközben kimegy és a feladatát elvégzi.

Because the rate at which ants come back depends on

A másik dolog pedig, hogy egy hangya mintázatértékelő képessége

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

elég kezdetleges kell, hogy legyen,

hiszen nem képesek bonyolult számításokra.

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

Sok szimulációt, modellezést és kísérletet végzünk,

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

hogy megállapítsuk, ez a két típusú zavarás hogyan adódik össze,

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

és hogyan teszi a hangyakolóniák viselkedését

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

összességében mégis kiszámíthatóvá.

Nem azt állítom, hogy az érintkezéseknek ez a fajta véletlenszerűsége

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

egy gyár működésének óramű pontosságát és hatékonyságát eredményezi.

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

Sőt, a hangyákat figyelve szinte késztetést érzünk arra,

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

hogy segítsünk nekik,

mivel úgy tűnik, hogy soha semmit nem csinálnak pontosan úgy,

ahogy szerintünk kellene.

Tehát messze nem arról van szó,

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

hogy ezekből a véletlenszerű kontaktusokból tökéletesség születne.

because they never seem to be doing anything

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

Viszont elfogadhatóan jól működik.

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

A hangyák több millió éve itt vannak közöttünk.

Az Antarktisz kivételével az egész Földön elterjedtek.

Valami, amit tesznek, nyilván elég sikeres ahhoz,

But it works pretty well.

Ants have been around for several hundred million years.

hogy a véletlenszerű érintkezéseknek ez a mintázata,

They cover the earth, except for Antarctica.

ha a nagy egészet nézzük, valami olyat hoz létre,

Something that they're doing is clearly successful enough

ami lehetővé teszi számukra, hogy még több hangya legyen.

Az egyik dolog, amit tanulmányozunk, hogyan hathat a természetes szelekció

that this pattern of haphazard contacts, in the aggregate,

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

az érintkezés-mintázatok használatára,

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

erre a kölcsönhatás-mintázat hálózatra azért,

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

hogy esetleg növelje a hangyakolóniák táplálékszerzési hatékonyságát.

Mindebből leginkább azt szeretném kiemelni,

this network of interaction patterns --

to perhaps increase the foraging efficiency of ant colonies.

hogy ezek az érintkezésmintázatok

várakozásaink szerint szorosan összefüggnek a kolónia méretével.

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

A legegyszerűbb elképzelés, hogy egy kis kolóniában élő hangya

is that these patterns of interactions

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

és egy nagy kolóniában élő hangya ugyanolyan szabályok szerint él.

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

Pl: Arra számítok, hogy 3 másodpercenként találkozom egy másik táplálékszerzővel.

Egy kis kolóniában azonban valószínű,

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

hogy kevesebb táplálékszerzővel találkozom,

egyszerűen azért, mert kevesebben vannak.

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

Ez tehát az a szabály, ami ahogy a kolónia fejlődik -nagyobb és öregebb lesz -,

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

just because there are fewer other foragers there to meet.

eltérő viselkedést eredményez egy idősebb és egy kisebb, fiatalabb kolóniában.

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

Köszönöm.

(Taps)

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

Thank you.

(Applause)