Deborah Gordon: The emergent genius of ant colonies

번역: Seokjun Kim 검토: Alf Bae

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

저는 조직이 어떻게 움직이는가에 관심이 많습니다. 그래서 개미를 연구하고 있습니다.

And in particular, how the simple parts of organizations

특히 조직 내부 개개인의 구성원들이 어떠한 방식으로

interact to create the behavior of the whole organization.

전체 조직의 행동양상을 결정하는 가에 대한 궁금증을 풀고 싶습니다.

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

그래서 개미 서식지는 이런 조직체의 아주 좋은 표본입니다.

and there are many others. The web is one.

이것과 비슷한 것들이 많이 있습니다. 거미줄도 그 중 하나구요.

There are many biological systems like that --

생물학적인 시스템의

brains, cells, developing embryos.

뇌, 세포, 배아의 발전과정도 같은 범주에 들어갑니다.

There are about 10,000 species of ants.

지구상의 개미는 약 10,000여종에 달합니다.

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

모든 개미는 하나 혹은 몇마리의 여왕개미로 구성된 서식지에 거주합니다.

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

여러분이 길에서 볼 수 있는 모든 개미는 번식이 불가능한 암컷 일개미 입니다.

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

모든 개미 서식지에는 중앙 통제 시스템이 없다는 공통점을 가지고 있습니다.

Nobody tells anybody what to do.

누구도 다른 개미에게 뭘하라고 말하지 않습니다.

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

여왕은 그저 알을 낳을 뿐이지, 관리역할이 아닙니다.

No ant directs the behavior of any other ant.

어떤 개미도 다른 개미의 행동을 지시하지 않습니다.

And I try to figure out how that works.

그래서 전 어떻게 이들이 살아가는지 알아보고자 했습니다.

And I've been working for the past 20 years

지난 20년동안 저는 아리조나 남동부에서

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

씨앗먹이 개미 집단에 관하여 연구해 왔습니다.

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

여기가 제가 연구해온 지역입니다. 이건 사실 개미들을 찍은 사진인데,

and the rabbit just happens to be there.

토끼가 우연히 찍혔네요.

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

이 개미들은 씨앗을 먹는 습성 덕분에 추수개미라고 불립니다.

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

이것이 다자란 서식지이고, 입구가 여기 보입니다.

And they forage maybe for about 20 meters away,

이 개미들은 약 20미터 넘어까지 식량을 찾아 나섭니다.

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

씨앗을 모아 서식지로 가져와 저장하지요.

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

매년 제가 이곳에 올때면 이 곳 연구지의 지도를 그립니다.

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

이건 그냥 길인데, 그렇게 크진 않습니다.

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

한쪽 250미터 다른쪽 400미터 정도 됩니다.

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

모든 서식지들은 돌 위에 색깔있는 팬으로 쓴 숫자

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

이름을 가지고 있습니다. 또 저는 매년

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

지난해까지 생존하던 서식지들을 찾아봅니다.

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

죽은 서식지를 확인하고, 새롭게 나타난 서식지는 지도에 추가시킵니다.

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

이렇게 하여 서식지들의 나이를 알게 되었습니다.

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

덕분에 저는 이 서식지들이 성장하여 규모가 커짐에 따라

as the colony gets older and larger.

어떻게 행동양식이 변화하는지 연구 할 수 있었습니다.

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

이제부터 제가 말씀 드릴 것은 개미 서식지의 인생 주기입니다.

Ants never make more ants; colonies make more colonies.

개미들은 더 많은 개미들을 만들지 않지만, 서식지는 더 많은 서식지를 만들어 냅니다.

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

개미 서식지는 매년 생식 가능한 개미들을 방출하면서 그 수를 늘립니다.

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

서식지의 수는 날개 달린 암개미들이 결혼비행을 하면서 증가합니다.

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

정확히 어떻게 알아내는지는 여전히 수수깨끼이지만, 매년 같은 날

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

각 서식지들은 아직 짝이없는 날개 달린 처녀여왕들과 숫캐미들을 내보냅니다.

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

그리고 모두들 일종의 공용지로 날아가서 짝짓기를 하게 되죠.

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

이 사진은 음.. 아직까지는 처녀인 여왕개미입니다. 여기 날개가 달려있네요.

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

여왕개미는 이 수캐미와 짝짓기를 하고 있습니다.

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

여기 위에 매달린 수캐미는 자기 차례를 기다리고 있습니다.

Often the queens mate more than once.

여왕개미들은 한번이상 짝짓기를 하기도 하죠.

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

짝짓기가 끝나면 수캐미들은 모두 죽습니다. 그게 끝입니다.

(Laughter)

(웃음)

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

짝짓기가 끝난 여왕은 어딘가로 날라가, 날개를 때어 내버리고

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

구멍을 파고 그 속으로 들어가서 알을 낳기 시작합니다.

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

여왕개미는 15년에서 20년을 살며 알을 낳는데,

using the sperm from that original mating.

이 알들은 이 짝짓기에서 얻어진 정자들로 만들어집니다.

So the queen goes down in there.

즉, 여왕은 어딘가로 내려와,

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

알을 낳고, 유충을 먹입니다. 개미는 알에서 태어나 곧 유충이 됩니다.

She feeds the larvae by regurgitating from her fat reserves.

여왕개미는 저장해둔 지방을 토해내 유충에게 먹입니다.

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

가장 처음 개미들은 유충으로 태어납니다.

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

그 후 번데기 형태를 거쳐, 성충으로 성장합니다.

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

성충이 된 개미는 밖으로 나가서 음식을 구하고 혹은 땅을 팝니다.

and the queen never comes out again.

여왕개미가 다시 밖으로 나가는 일은 이제 없습니다.

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

이 536번 서식지는 지어진지 1년이 되었습니다.

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

입구가 있는데요, 비교해보시라고 연필을 놓았습니다.

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

이 서식지는 지난 여름 만들어 진 것입니다.®

This is a three-year-old colony.

3년된 서식지입니다.

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

입구가 있습니다. 연필과 비교해보시죠.

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

이 개미들은 쓰레기 더미가 쌓아 놓는데요, 주식인 씨앗의 껍질들이 대부분입니다.

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

이 서식지는 5년이 되었습니다. 입구가 여기있고, 크기를 연필과 비교해보세요.

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

약 지름이 1미터 가량 됩니다.

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

이 표를 보시면 서식지의 크기와 일개미의 수가 어떻게 변화하는지 알 수 있습니다.

so this is about 10,000 worker ants --

수년간 약 만마리의 일개미가

changes as a function of colony age, in years.

서식지의 나이와 함께 변화하고 있습니다.

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

한 마리의 여왕개미를 제외한 0마리의 일개미로부터 시작해

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

5년쯤 지나면 만에서 만이천마리의 개미로 늘어납니다.

And it stays that size until the queen dies

그리고 여왕개미가 죽을때까지 이 규모를 유지합니다.

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

여왕이 15~20세 정도가 되면, 더이상 개미를 낳진 않습니다.

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

개미들이 수적인 안정적인 규모에 다다르게 되면,

that they start to reproduce.

드디어 새로운 번식이 시작됩니다.

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

즉, 그 해 결혼비행을 나서는 날개달린 여왕개미와 수캐미들을 내보내기 시작합니다.

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

전 서식지의 규모가 그 나이에 맞춰 어떻게 변화하는지 알고 있습니다.

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

전 해마다 서식지들을 파해치고 모든 개미들의 수를 헤아려왔거든요.

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

재미긴 해도, 이것이 이 연구에서 제일 재미있는 부분은 아닙니다.

(Laughter)

(웃음)

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

개미들을 연구하면서 정말 궁금했던 것은 소위 "작업 할당" 이라는 것입니다.

That's not just how is the colony organized,

이건 단지 어떻게 서식지가 돌아가느냐의 문제가 아니라

but how does it change what it's doing?

개미들이 어떻게 일을 선택하느냐 하는 것입니다.

How is it that the colony manages to adjust

서식지에서 각각의 일을 수행하는 일개미의 수를

the numbers of workers performing each task as conditions change?

상황변화에 따라 어떻게 조정할 수 있는 것일까요?

So, things happen to an ant colony.

자 이제부터 서식지에 무언가 일어납니다.

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

여름에 비가 내리면 사막에 홍수가 납니다.

There's a lot of damage to the nest,

그러면 이들 보금자리에 크나큰 손상을 입게되고

and extra ants are needed to clean up that mess.

보수를 하기위해서 좀 더 많은 개미가 필요하게 될것입니다.

When extra food becomes available --

음식이 더 많이 생기면,

and this is what everybody knows about picnics --

흔히들 소풍으로 알고 있는 것인데,

then extra ants are allocated to collect the food.

더 많은 개미들이 먹잇감을 가지러 나가게 됩니다.

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

누가 뭘 해야 한다고 이야기하는 것도 아닌데,

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

어떻게 각각의 일을 수행하는 일개미의 숫자가 저절로 조정되는 것 일까요?

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

이것이 바로 제가 "작업 할당"이라고 부르는 과정입니다.

And in harvester ants, I divide the tasks

서식지 바깥에서 발견한 수확개미들을

of the ants I see just outside the nest

그들이 하는 일에 따라서 4가지 분류로

into these four categories: where an ant is foraging,

나누었습니다. 먼저 식량담당개미가 있습니다.

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

음식을 가지러 외부로 나가 들고 들어오는 개미들을 말하고,

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

일종의 돋보기같은 역할을 하는 순찰담당개미가 있습니다.

are an interesting group that go out early in the morning

식량징발개미들이 활동하기 이전인 이른 아침에 서식지를 나서는

before the foragers are active.

그룹으로 아주 흥미로운 분류입니다.

They somehow choose the direction that the foragers will go,

이 개미들은 식량담당개미가 갈 곳을 어떻게인지 결정하여,

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

그곳으로 갔다가 그냥 되돌아 오면, 단지 돌아오기만 하는데도

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

식량담당개미에게 안전하다는 것이 전해지게 됩니다.

Then the nest maintenance workers work inside the nest,

정비담당개미들은 개미집 안에서 일합니다.

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

전 이들 서식지가 Bill Lishman의 집 같다고 생각합니다.

That is, that there are chambers inside,

즉, 안쪽에 방들이 있고,

they line the walls of the chambers with moist soil

방벽을 촉촉한 흙으로 토대를 쌓아 벽을 세우고

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

수분을 말리게 되면 흙벽 같은 표면이 됩니다.

It also looks very similar to some of the cave dwellings

이 지역에 사는 호피족 사람들의 동굴 거주지와

of the Hopi people that are in that area.

아주 유사하게 보이기도 합니다.

And the nest maintenance workers do that inside the nest,

서식지 안에서 일하는 정비담당개미는 개미집 안에서 일하고,

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

마른 흙을 조금씩 물어 집 바깥으로 나릅니다.

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

여러분들도 이 정비담당개미들이 모래를 조금씩 물고 나와서

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

내려놓고 뒤돌아 서식지로 돌아가는 모습을 보셨을겁니다.

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

마지막으로 청소담당개미는 쓰레기통에 어떤 퇴적물을 가져다버립니다.

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

이 개미들이 일할때는 열심히 쓰레기더미를 쌓고 있을 겁니다.

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

이날은 여기 있다가, 다음날에는 저기 저쪽으로

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

쌓아 놓고, 그러더니 다시 있던 곳에다 쌓아놓고는 합니다.

So that's what the midden workers do.

이것이 청소담당개미들이 하는 일이죠.

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

이 4개 그룹의 개미군이 둥지바깥으로 나오는 개미들입니다.

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

이 개미들은 총구성원의 25퍼센트만을 차지하며 나이가 가장 많은 개미들입니다.

So, an ant starts out somewhere near the queen.

개미는 여왕개미 근처에서 태어납니다.

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

저희가 서식지를 파해쳐 보면 서식지의 넓이 만큼이나 깊이가

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

깊다는 걸 알 수 있었습니다. 오래된 서식지는 1미터 정도나 되었습니다.

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

그리고 긴 터널 끝에 여왕개미의 방을 찾을 수 있었습니다.

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

이것을 찾으려 여덟시간이나 손도끼로 돌을 부수었죠.

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

전 이 비밀 방이 호미와 손도끼를 든 저와 저희 학생팀원들

and my crew of students with pickaxes,

때문에 이렇게 진화한 것은 아니라고 생각합니다.

but instead because when there's flooding,

홍수가 있는 지역에서 개미들은

occasionally the colony has to go down deep.

서식지를 깊게 파내려 갈 필요가 있습니다.

So there's this whole network of chambers.

이것이 방들의 전체구조라고 할 수 있습니다.

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

여왕개미는 여기 어딘가에서 알만 낳습니다.

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

유충들도 있는데 이들이 대부분의 음식물을 소비합니다.

And this is true of most ants --

사실 우리가 보게되는 대부분의

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

나다니고 있는 개미들은 그다지 먹이를 먹을 필요가 없습니다.

They bring it back and feed it to the larvae.

먹잇감을 들고와서 유충들에게 먹일 뿐이죠.

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

식량담당개미들은 먹이를 들고와 그저 위쪽 방에 던져놓습니다.

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

그러면 다른 개미들이 위층으로 올라와 먹잇감을 가지고 내려가

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

껍질을 벗겨 저장을 해놓습니다.

There are nest maintenance workers working throughout the nest.

정비담당 개미들은 개미집의 구석구석에서 일하고 있습니다.

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

신기하고 재미있는 것은 언제 관찰하더라도

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

서식지안에 있는 개미들 중 절반 정도는 아무것도 안하는 것처럼 보인다는 점입니다.

So, despite what it says in the Bible,

성경에서는 "게으른 자여, 개미를 보라"

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

라고 가르치고 있습니다만,

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

사실 이런 개미들은 예비역 이라고 생각하시면 됩니다.

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

즉, 만일 무슨 일이 발생하면, 20년이라는 짧은 연구기간 동안에는

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

저도 아직 관찰하지는 못했습니다만,

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

어쨋든 무슨일이 발생하면, 이 개미들은 필요한 곳에 모두 동원될 것입니다.

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

하지만, 실제 이 개미들의 대부분은 그저 돌아다니면서 시간을 보낼 뿐입니다.

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

흥미로운 궁금증이 하나 생겼습니다.

what is there about the way the colony is organized

예비인력의 개미들이 아무것도 하지 않는

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

이러한 서식지 관리 방식이 도대체 어떻게 좋은것인가요?

And they sort of stand as a buffer in between

서식지 안쪽에서 일하는 개미와, 바깥에서 일하는 개미 사이에

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

개미들은 일종의 예비 완충지대가 있습니다.

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

바깥에서 일하는 개미들에게 표시를 해놓고 서식지를 파해쳐보면,

you never see them deep down.

서식지 깊은 곳에서는 표시한 개미들을 결코 찾아볼수 없습니다.

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

그러니까 개미가 아직 어릴 때에는 둥지 안쪽에서 일하는 것이고.

They somehow get into this reserve.

그들은 어떻게든 예비역 개미가 됩니다.

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

언젠가는 이 개미들도 바깥에서 일하게 끔 됩니다.

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

한번 외부 작업군에 속하게 되면, 절대 서식지 안쪽 깊은 곳으로 내려가지 않습니다.

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

이 개미종을 비롯한 현대 개미종들 대부분은 시력이 약합니다.

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

눈은 가지고 있지만, 그저 빛과 어둠을 구별할 정도이고,

but they mostly work by smell.

보통은 후각에 의존합니다.

So just to reinforce that what you might have thought

여러분께서 여왕개미에 대해 알고 있는 상식이

about ant queens isn't true --

사실이 아닙니다.

you know, even if the queen did have the intelligence

여왕개미가 바깥에서 일하는 개미들에게 무언가를 전하기 위한

to send chemical messages through this whole network of chambers

화학적인 메시지를 서식지 전체로 전달할 지능이

to tell the ants outside what to do,

있다고 하더라도,

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

그런 메시지가 서식지 외부에서 일하고 있는

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

일개미들의 작업 분배에 영향을 끼칠 방법이 없습니다.

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

즉 여왕개미는 거주지에서 벌어지는 행동에 어떠한 지시도 내리지 않습니다.

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

저희가 처음 작업분배에 관하여 연구를 시작했을때

my first question was, "What's the relationship

던진 의문점들은 다음과 같습니다.

between the ants doing different tasks?

각기 다른 일을 하고 있는 개미 사이의 관계는 무엇일까?

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

요새작업군이 일하고 있는 것이 식량징발군과 관계가 있을까?

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

쓰레기청소군과 순찰개미들이 하는 일 사이에는 관계가 있을까?

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

저는 개미 서식지에 관한 전제를 세우고 연구하고 있습니다.

was somehow dedicated to its task from birth

즉, 각자 개미들은 자신들만의 방법을 사용해 각 작업에 기여하고

and sort of performed independently of the others,

다른이들과 독립적으로 일을 수행하며,

knowing its place on the assembly line.

자신이 일해야 할 곳을 알고 있다고 생각했습니다.

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

저는 오히려 "어떻게 별개의 작업군개미들이 상호의존적일 수 있을까?" 라는 것을 묻고 싶었습니다.

So I did experiments where I changed one thing.

저는 한가지 실험변수를 변화시키는 실험을 해봤습니다.

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

예를 들어, 정비담당개미들에게 더 많은 일들을 부여했습니다.

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

정비담당개미들이 활동을 시작하는 이른 아침

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

이쑤시개 더미를 요새입구에 던져 놓았습니다.

This is what it looks like about 20 minutes later.

이 사진이 20분 뒤의 모습입니다.

Here it is about 40 minutes later.

40분 뒤의 사진입니다.

And the nest maintenance workers just take all the toothpicks

이 정비개미들은 그저 이쑤시게를 전부 가져다가

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

요새의 언덕 바깥쪽에 놓아 두었습니다.

And what I wanted to know was, "OK,

제가 알고 싶었던 것은 이런것이었죠.

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

"그래, 유지보수를 위한 개미가 더 필요한 상황에서,

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

다른 일을 하는 개미작업군들에게는 무슨일이 일어날까?"

Then we repeated all those experiments with the ants marked.

그래서 우리는 개미에게 표시를 하고 실험을 다시 해봤습니다.

So here's some blue nest maintenance workers.

여기 파란색으로 칠해진 정비담당개미들이 있습니다.

And lately we've gotten more sophisticated

최근에는 더 복잡해져서

and we have this three-color system.

3가지 색깔을 가진 시스템을 만들었습니다.

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

우리는 개미들을 개별적으로 칠해서 무슨 개미가 어디에 해당하는지 알 수 있습니다.

We started out with model airplane paint

처음엔 모형비행기 페인트를 사용하다가

and then we found these wonderful little Japanese markers,

이 멋진 일제마커를 찾아내었고

and they work really well.

덕분에 정말 일이 편해졌습니다.

And so just to summarize the result,

결과를 종합해보면,

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

예, 서로 다른 이들 작업이 상호의존적이라는 것이 밝혀졌습니다.

So, if I change the numbers performing one task,

어떤 작업을 하는 개미들의 수를 변화시키면,

it changes the numbers performing another.

다른 작업을 하는 개미들의 수에 영향을 주었습니다.

So for example, if I make a mess

즉, 정비담당개미들이 치워야 하는

that the nest maintenance workers have to clean up,

쓰레기들을 만들어 놓으면,

then I see fewer ants out foraging.

식량담당개미들의 수가 줄어드는 것이 보입니다.

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

이것이 모두를 위한 공평하고 현명한 작업의 할당방식 입니다.

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

많은 사람을 놀라게 할 두번째 결과는

was that ants actually switch tasks.

개미들이 하던 직업을 바꾼다는 것입니다.

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

같은 개미가 평생동안 같은 일을 계속하지는 않습니다.

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

예를 들어 제가 먹잇감을 더 던져놓으면, 청소담당개미 같은

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

다른 개미들도 하던 일을 멈추고 식량을 가지러 갑니다.

they become foragers.

즉, 식량담당개미가 되는 것입니다.

The nest maintenance workers become foragers.

정비담당개미들도 식량담당개미들이 됩니다.

The patrollers become foragers.

정찰담당개미도 식량담당이 되죠.

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

그렇다고 모든 작업교환이 가능하진 않습니다. 이걸 보시면 아실거에요.

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

말씀 드린 것처럼, 영역내에 먹잇감이 더 많아지게 되면, 정찰담당개미, 청소담당개미,

the nest maintenance workers will all change to forage.

정비담당개미 이 세종류 모두 식량을 가지러 나갑니다.

If there's more patrolling to do --

만약 정찰이 더 필요해지는 상황이 될때면요?

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

그래서 제가 정찰개미가 더 필요하도록, 약간의 소동을 연출해 보았습니다.

the nest maintenance workers will switch to patrol.

정비담당개미들은 정찰에 나섰습니다.

But if more nest maintenance work is needed --

하지만, 정비담당개미들이 더 필요하도록

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

즉, 제가 이쑤시게 더미를 던져 놓는 다고 하더라도

then nobody will ever switch back to nest maintenance,

다시 서식지 정비 임무로 돌아가지 않았습니다.

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

서식지 내부의 정비담당개미들을 불러내야 했죠.

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

이들은 이미 식량담당개미들로 흡수되고, 서식지 내부의 개미가 새롭게 정비를 담당하는 것입니다.

And finally, it looks like each ant is deciding

결국에는, 각각의 개미들이 매 순간순간마다

moment to moment whether to be active or not.

스스로 어떤 일을 할지 말지를 결정하는 것으로 보입니다.

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

즉, 예를 들어 서식지의 보수가 더욱 절실해 질 때라 하더라도

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

식량담당개미들이 일을 바꾸진 않습니다. 이건 분명히 확실합니다.

But the foragers somehow decide not to come out.

그런데 식량담당개미들은 왠지 밖으로 나가지 않기로 합니다.

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

그래서 여기 "작업할당" 이라는 아주 흥미로운 결과가 나타납니다.

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

이 과정은 서식지의 나이에 따라 좀 다른 양상을 보입니다.

When I do these experiments with older colonies --

제가 5년 혹은 그 이상 오래된 서식지에서

so ones that are five years or older --

이러한 것들을 실험했을 때에는

they're much more consistent from one time to another

개미들이 좀 더 자신이 원래 하던 일을 꾸준히 하더군요.

and much more homeostatic. The worse things get,

훨씬 더 똑같은 일을 꾸준히 하고 있었습니다. 더 나쁜 상황,

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

더욱 더 힘든 상황을 만들더라도, 크게 동요하지 않았습니다.

Whereas the young, small colonies --

반면 2천마리 개미로 이루어진, 2년쯤 된

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

젊고, 작은 서식지의 경우 좀 더 자주 하던 일을 바꾸었습니다.

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

놀라운 점은 개미의 수명은 단지 1년밖에 되지 않는다는 점입니다.

It could be this year, or this year.

기껏해야 올해 아니면 이듬해 정도 살아가는 것입니다.

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

때문에 오래된 서식지에서 개미들이 더 안정적으로 보인다 하더라도,

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

최근에 만들어진 서식지의 개미들 보다 나이가 많지는 않습니다.

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

경험있고 나이 많은 현명한 개미이기 때문이 아니라는 것이죠.

Instead, something about the organization

대신, 조직구성에 대한 어떤 것이

must be changing as the colony gets older.

서식지가 늙어감에 따라 분명 변화하고 있습니다.

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

분명한 점은 서식지의 크기가 변하고 있다는 것입니다.

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

이것을 알게 된 이후로 저는 어떠한 단순하고, 지역적이고, 아마도 후각적이며,

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

화학적인 일종의 결정 법칙을 찾아내려고 노력해왔습니다.

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

개미들은 사용하고 있을 법칙을 말입니다. 어떤 개미도 자신들이 하고 하는

that would have the outcome that I see,

전체적인 모습에 접근할 수 없는 이상, 저는

these predictable dynamics, in who does what task.

누가 어떤 일을 하는지, 그리고 그 법칙이 서식지의 규모에 따라

And it would change as the colony gets larger.

어떻게 변화하는지를 알고 싶었습니다.

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

그래서 저는 개미들이 일종의 더듬이 접촉 네트워크를 사용한다는 것을 알아냈습니다.

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

개미를 보시면 개미들이 서로 더듬이를 접촉하고 있는 것을 보신 적이 있을 겁니다.

They smell with their antennae.

개미는 더듬이로 냄새를 맡습니다.

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

개미들끼리 더듬이를 건드리는 것은 냄새를 맡고 있는 것을 의미합니다.

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

개미는 자기가 살고 있는 서식지만이 가지고 있는 특유의 후각신호를 띈 화학물질로

because ants cover themselves and each other, through grooming,

서로를 어루만지면서 상호작용하는데,

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

이것은 이 개미가 같은 서식지의 개미인지 알 수 있게 해줍니다.

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

우리는 개미들이 앞으로 무엇을 할지 결정할 때 다른 개미와 만나

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

일정한 패턴으로 더듬이를 접촉하고 있는 것을 알게 되었습니다.

And so what the message is, is not any message

한 개미에게서 다른 개미에게 메시지를 전하는 것이 아니라

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

패턴을 전달하고 있습니다.

The pattern itself is the message.

패턴 그 자체가 바로 메시지라는 것이죠.

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

좀 더 자세히 말씀드리자면

But first you might be wondering:

여러분들은 우선 어떻게 개미들이

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

"나는 식량담당이다." "난 다른 식량담당들을 더 만나게 될거야."

I expect to meet another forager every so often.

와 같은 말을 전할 수 있는지 궁금해 하실겁니다.

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

그러나 만약 정비담당개미들을 더 많이 만나게 된다면,

I'm less likely to forage.

내가 식량가지러 가기 힘들겠지"™

So it has to know the difference between

그래서 개미는 식량담당개미와 정비담당개미의

a forager and a nest maintenance worker.

차이를 구분해야만 합니다.

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

우리는 이 종에서 뭔가 알아냈습니다.

and I suspect in others as well --

다른 종에서도 그런지는 모르겠습니다만

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

서식지 외부에서 일하는 개미들이 가진 화학적 신호물인 탄화수소층은

is different as ants perform different tasks.

개미가 하고 있는 일에 따라 달라집니다.

And we've done experiments that show that

우리는 이 사실을 증명하기 위해 실험을 했습니다.

that's because the longer an ant stays outside,

개미가 더 오래 바깥에 머무를 수록,

the more these simple hydrocarbons on its surface change,

이 단순한 탄화수소층 표면의 변화가 많아질 것이기 때문이죠.

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

그래서 다른 작업을 하는 개미가 다른 냄새를 갖게 되는 것입니다.

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

즉 개미들은 탄화수소층에 그들 작업 특유의 냄새를 간직하게 되는 것입니다.

they can use that in their brief antennal contacts to somehow

서로의 더듬이가 접촉하는 순식간에 어떠한 방법을 사용하여,

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

특정한 작업을 하고 있는 개미를 만날 확률을 유지합니다.

And we've just recently demonstrated this

최근에 우리는 이것을 증명하였습니다.

by putting extract of hydrocarbons on little glass beads,

작은 유리구슬에 탄화수소를 추출하여 바르고

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

이 구슬들을 슬며시 서식지 입구로 일정하게 굴려 보냈습니다.

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

그러자 개미들이 이 탄화수소 추출물이 묻어있는 유리구슬과

with a glass bead with hydrocarbon extract on it,

일정한 속도의 접촉으로 반응하는 것을 목격하게 되었습니다.

as they would to contact with real ants.

실제 개미와 접촉하는 것처럼 말이죠

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

자, 이제 짧은 동영상 하나를 보여드리겠습니다.

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

첫번째로 이 동영상은 여러분께 서식지 입구를 보여드립니다.

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

개미가 서식지 입구를 통해 출입하는 것을 보게 되실겁니다.

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

각자의 작업을 위해 개미들은 밖으로 나가고 그들이 들어가며 나오는 동안

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

다른 개미들을 만나게 되는 확률이 밖으로 나가야 할지 말아야 할지 그리고

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

무슨 일을 해야 할지에 대한 각 개미의 결정을 정하고 영향을 미칩니다.

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

광섬유 현미경으로 찍은 영상입니다. 서식지 내부로 들어가고 있네요.

In the beginning you see the ants

처음에는 그저 개미가 이 현미경으로

just kind of engaging with the fiber optics microscope.

달려드는 모습만을 보시게 됩니다.

But the idea is that the ants are in there,

하지만 중요한 것은 해답이 바로 여기에 있다는 것과

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

각각의 개미들은 현미경을 지나치며 다른 개미와 접촉하는

a stream of contacts with other ants.

특정한 흐름을 경험하고 있다는 것입니다.

And the pattern of these interactions determines

이러한 상호작용의 패턴은 개미가 다시 나올지

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

아닐지를 또 다시 나와 하게 될 일을 결정하게 합니다.

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

또 여러분은 같은 행동을 바깥에서 일하는 개미들 사이에서도 보실 수 있습니다.

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

각 개미는 돌아오면서 다른 개미들과 접촉하고 있습니다.

And the ants that are waiting just inside the nest entrance

다음 작업을 위해 밖으로 나가야 할 지를 결정하기 위해

to decide whether to go out on their next trip,

서식지 입구에서 기다리고 있는 개미들이

are contacting the ants coming in.

들어오고 있는 개미들과 접촉합니다.

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

이 시스템에서 재밌는 것은 아주 어지럽다는 것인데요.

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

변화도 많을 뿐더러 잡음도 많습니다. 특히 두가지 점에서요.

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

첫째로 각각 개미들의 경험은 예상할 방법이 없다는 것입니다.

Because the rate at which ants come back depends on

개미가 되돌아오는 비율은 서식지 바깥에서 작업을 하는 동안

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

개미에게 일어날 모든 사소한 일들에 따라 달라지기 때문입니다.

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

두번째로 이 패턴을 인식하는 개미의 능력이 분명 아주 조악한 수준이며,

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

이는 어떤 개미도 복잡한 수준의 연산이 불가능 하기 때문입니다.

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

그래서 우리는 수많은 시뮬레이션과 모형화, 또한 실험을 통해

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

어떻게 이러한 두 종류의 복잡함이 개미 서식지로 하여금

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

어떻게 예측가능한 행동양상을 만들어 내는지 이해하려고 했습니다.

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

다시 말씀드리면, 저는 어떤 우연한 상호작용의 방식으로는

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

규칙적인 효율과 정확성을 만들어 내지는 못할 것이라고 생각합니다.

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

사실, 개미를 보면 볼수록, 결국 개미들을 돕게 되고 맙니다.

because they never seem to be doing anything

왜냐하면 개미들은 어떤 일을 하는데

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

무슨 생각을 하면서 하는 것 처럼 정확하게 보이지 않기 때문입니다.

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

이러한 우연한 접촉 방식에서 완벽함을 만들어 내긴 어렵습니다만,

But it works pretty well.

사실 개미는 꽤 잘 해내고 있습니다.

Ants have been around for several hundred million years.

개미는 수억년동안 우리 주위에서 살아왔습니다.

They cover the earth, except for Antarctica.

극지방을 제외한 모든 지구상에 살고 있습니다.

Something that they're doing is clearly successful enough

분명 개미들이 하고 있는 것은 아주 성공적이므로

that this pattern of haphazard contacts, in the aggregate,

이러한 우연한 접촉들이 결과적으로

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

개미들이 더 많은 개미를 번식하도록 해주는 것 아니겠습니까?

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

우리는 또한 어떻게 자연 선택이 개미들로 하여금

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

이러한 상호작용 시스템 속에서 이런 상호작용 패턴을 이용하여

this network of interaction patterns --

서식지의 효율성을 높일 수 있는 형태로 작용 되는지

to perhaps increase the foraging efficiency of ant colonies.

연구하고 있습니다.

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

어쨋든 여러분께서 이에 기억해 주셨으면 하는 한가지는,

is that these patterns of interactions

이러한 상호작용 패턴들이

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

서식지의 규모와 아주 밀접하게 연결되어 있다고 하는 것입니다.

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

간단한 것인데요, 작은 서식지에 있는 개미들과

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

큰 서식지에 사는 개미들은 모두 같은 법칙을 사용하고 있습니다.

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

"난 매3초마다 다른 식량담당개미를 만나게 되겠지" 하는 것처럼요.

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

작은 서식지에서는 좀 더 만나기가 어려울 것입니다.

just because there are fewer other foragers there to meet.

그것은 서로 만날 수 있는 개미들의 숫자가 적기 때문입니다.

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

그래서 서식지가 발전하며 더 커지고 오래되어 가는 것에 따라,

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

서식지의 크기와 나이가 변화함에 따라, 같은 법칙이 상이한 행동양식을 보여주게 되는 것입니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)