Deborah Gordon: The emergent genius of ant colonies

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Isabel Vaz Belchior

Eu estudo as formigas

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

porque gosto de pensar como funcionam as organizações.

And in particular, how the simple parts of organizations

Em particular, como as partes simples das organizações interagem

interact to create the behavior of the whole organization.

para criar o comportamento de toda a organização.

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

As colónias de formigas

são um bom exemplo duma organização dessas,

and there are many others. The web is one.

e há muitas outras como, por exemplo, a "web".

There are many biological systems like that --

Há muitos sistemas biológicos como esse

brains, cells, developing embryos.

- o cérebro, as células, os embriões em desenvolvimento.

There are about 10,000 species of ants.

Há cerca de 10 000 espécies de formigas.

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

Todas vivem em colónias com uma ou algumas rainhas

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

e todas as formigas que vemos a passear são operárias estéreis.

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

Todas as colónias de formigas têm em comum

a ausência de controlo central.

Nobody tells anybody what to do.

Ninguém diz a ninguém o que têm de fazer.

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

A rainha apenas põe ovos. Não há qualquer gestão.

No ant directs the behavior of any other ant.

Nenhuma formiga determina o comportamento de outra formiga.

And I try to figure out how that works.

Tento perceber como é que isso funciona.

And I've been working for the past 20 years

Já trabalho há 20 anos

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

numa população de formigas que comem sementes

no sudeste do Arizona.

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

Este é o meu local de estudo.

and the rabbit just happens to be there.

Isto é uma fotografia de formigas, o coelho está ali por acaso.

(Risos)

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

Estas formigas chamam-se ceifeiras porque comem sementes.

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

Este é o ninho duma colónia madura e ali é a entrada do ninho.

And they forage maybe for about 20 meters away,

Elas forrageiam num raio de 20 metros de distância,

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

apanham as sementes e trazem-nas para o ninho onde as armazenam.

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

Todos os anos vou lá e faço um mapa do local de estudo.

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

Isto é apenas uma estrada e não é muito grande.

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

Tem cerca de 250 metros de um lado e 400 metros do outro.

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

Todas as colónias têm um nome, que é um número

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

que está pintado numa rocha.

Vou lá todos os anos e procuro todas as colónias que havia um ano antes.

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

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

Procuro as que morreram e registo as novas no mapa.

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

Ao fazer isto, sei qual a idade que todas têm.

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

Graças a isso, posso estudar como se altera o seu comportamento

as the colony gets older and larger.

quando a colónia envelhece e aumenta de tamanho.

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

Vou falar-vos do ciclo de vida duma colónia.

Ants never make more ants; colonies make more colonies.

As formigas nunca fazem mais formigas; as colónias é que fazem mais colónias.

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

Fazem-no todos os anos, enviando as reprodutoras

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

- as que têm asas - num voo de acasalamento.

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

Todos os anos, no mesmo dia - é um mistério como isso acontece -

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

cada colónia faz sair as suas rainhas virgens com asas e os machos

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

e todos voam para um mesmo local onde acasalam.

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

Isto mostra uma recente rainha virgem. Vejam as asas dela.

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

Está a acasalar com este macho

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

e há outro macho em cima à espera de vez.

Often the queens mate more than once.

As rainhas acasalam frequentemente mais do que uma vez.

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

Depois disso, todos os machos morrem. Para eles, é tudo.

(Laughter)

(Risos)

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

Depois, as recém-fecundadas rainhas voam e deixam cair as asas,

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

escavam um buraco, entram nele e começam a pôr ovos.

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

Vivem cerca de 15 a 20 anos, continuando a pôr ovos,

using the sperm from that original mating.

usando o esperma do acasalamento inicial.

So the queen goes down in there.

A rainha entra aqui.

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

Põe ovos, alimenta as larvas

- uma formiga começa num ovo, depois é uma larva.

She feeds the larvae by regurgitating from her fat reserves.

Alimenta as larvas, regurgitando as suas reservas de gordura.

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

Assim, logo que surgem as formigas - o primeiro grupo de formigas -

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

são larvas, depois são pupas e saem do casulo como formigas adultas.

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

Saem para o exterior, arranjam comida, escavam o ninho

and the queen never comes out again.

e a rainha nunca mais volta a sair.

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

Esta é uma colónia com um ano - é a 536.

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

Aqui é a entrada do ninho. Há um lápis a servir de escala.

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

É uma colónia fundada por uma rainha no verão anterior.

This is a three-year-old colony.

Esta é uma colónia com três anos.

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

Aqui é a entrada do ninho. Há um lápis a servir de escala.

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

Fazem um monturo, uma pilha de detritos

- na maior parte, as cascas das sementes que comem.

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

Esta é uma colónia de cinco anos, Aqui é a entrada do ninho.

Cá está o lápis para a escala.

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

Este é o maior tamanho que atingem, cerca de um metro de diâmetro.

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

E aqui é como muda o tamanho e o número das formigas operárias

so this is about 10,000 worker ants --

- esta tem cerca de 10 000 formigas operárias -

changes as a function of colony age, in years.

em função da idade da colónia, em anos.

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

Começa com zero formigas, apenas a rainha fundadora

e cresce até uma dimensão de 10 a 12 mil formigas,

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

quando a colónia atinge os cinco anos.

And it stays that size until the queen dies

E mantém esse tamanho até a rainha morrer

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

e não haver ninguém para fazer formigas, quando ela tiver 15 a 20 anos.

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

É quando atingem um número estável, em número de formigas

that they start to reproduce.

que começam a reproduzir-se,

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

ou seja, a enviar mais rainhas com asas e machos para aquele voo de acasalamento.

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

Sei que a dimensão da colónia muda em função da idade da colónia

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

porque escavei colónias de idade conhecida e contei todas as formigas.

(Risos)

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

Esta não é a parte mais divertida da investigação, mas é interessante.

(Risos)

(Laughter)

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

A questão em que penso quanto a estas formigas

é aquilo a que chamo atribuição de tarefas.

That's not just how is the colony organized,

Não é apenas a forma como a colónia está organizada

but how does it change what it's doing?

mas como é que muda o que está a fazer,

How is it that the colony manages to adjust

Como é que a colónia consegue ajustar

the numbers of workers performing each task as conditions change?

o número de operárias que executam cada tarefa, quando as condições mudam?

So, things happen to an ant colony.

Acontecem coisas numa colónia de formigas.

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

Quando chove no verão, e há cheias no deserto

There's a lot of damage to the nest,

há muitos danos no ninho

and extra ants are needed to clean up that mess.

e são precisas formigas extra para limpar aquela confusão.

When extra food becomes available --

Quando aparece comida extra

and this is what everybody knows about picnics --

- todos sabemos isso por causa dos piqueniques -

then extra ants are allocated to collect the food.

são atribuídas formigas extra para recolher essa comida.

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

Não havendo ninguém a dizer o que fazer,

como é que a colónia consegue ajustar

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

o número de operárias que realizam cada tarefa?

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

É a esse processo que eu chamo atribuição de tarefas.

And in harvester ants, I divide the tasks

Nas formigas ceifeiras, eu divido as tarefas das formigas

of the ants I see just outside the nest

que vejo fora do ninho

into these four categories: where an ant is foraging,

nestas quatro categorias; As forrageiras que procuram comida,

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

num trilho de forrageamento; à procura de comida ou a trazer comida.

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

As patrulheiras - aquilo é supostamente uma lente de aumentar.

are an interesting group that go out early in the morning

são um grupo interessante que saem cedo de manhã

before the foragers are active.

antes de as forrageiras entrarem em atividade.

They somehow choose the direction that the foragers will go,

Escolhem a direção que as forrageiras devem seguir

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

e quando voltam - pelo simples facto de voltarem -

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

informam as forrageiras que é seguro saírem.

Then the nest maintenance workers work inside the nest,

As operárias de manutenção trabalham no interior do ninho

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

e quero dizer-vos que o ninho é parecida com a casa de Bill Lishman.

That is, that there are chambers inside,

Ou seja, tem câmaras lá dentro,

they line the walls of the chambers with moist soil

forram as paredes das câmaras com terra húmida

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

que seca com uma espécie de superfície de adobe.

It also looks very similar to some of the cave dwellings

Também se parece com certas grutas

of the Hopi people that are in that area.

do povo Hopi que há nesta área.

And the nest maintenance workers do that inside the nest,

As operárias de manutenção fazem isso no interior do ninho.

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

Depois saem do ninho com bocados de terra seca nas mandíbulas.

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

Vemos as operárias de manutenção a sair com um pouco de areia,

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

depositam-na, dão meia volta e tornam a entrar.

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

Por fim, as operárias lixeiras põem um químico territorial no lixo.

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

Vemos as operárias lixeiras a fazer uma pilha de detritos.

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

Num dia, está aqui e no dia seguinte

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

elas mudam-no para ali, depois voltam a pô-lo no mesmo local.

So that's what the midden workers do.

É assim que trabalham as operárias lixeiras.

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

Estes quatro grupos são apenas as formigas que saem do ninho.

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

São cerca de 25% da colónia, e são as formigas mais velhas.

So, an ant starts out somewhere near the queen.

Uma formiga começa algures perto da rainha.

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

Quando escavamos ninhos, descobrimos que eles são

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

tão profundos como largos, ou seja, têm cerca de um metro de profundidade

nos grandes ninhos mais antigos.

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

Depois há outro longo túnel e uma câmara onde encontramos habitualmente a rainha,

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

depois de picarmos a rocha com picaretas durante oito horas.

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

Esta câmara não se deve à minha retroescavadora

and my crew of students with pickaxes,

nem ao meu grupo de estudantes com picaretas

but instead because when there's flooding,

mas porque, quando há cheias,

occasionally the colony has to go down deep.

a colónia pode ter que se abrigar mais abaixo.

So there's this whole network of chambers.

Há toda uma rede de câmaras.

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

A rainha está por aqui algures, Só põe ovos.

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

As larvas consomem a maior parte da comida,

And this is true of most ants --

na maior parte dos formigueiros.

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

As formigas que vemos a passear por aí não comem muito.

They bring it back and feed it to the larvae.

Transportam a comida e alimentam as larvas.

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

Quando as forrageiras chegam com comida,

deixam-na na câmara superior,

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

aparecem outras formigas vindas de baixo, pegam na comida,

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

descascam as sementes e empilham-nas.

There are nest maintenance workers working throughout the nest.

São as operárias de manutenção que trabalham no ninho.

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

É curioso e interessante:

parece que cerca de metade das formigas na colónia

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

estão sempre sem fazer nada,

So, despite what it says in the Bible,

apesar do que se diz na Bíblia:

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

"Olha para as formigas, preguiçoso".

Na verdade, podemos pensar nestas formigas como reservas.

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

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

Ou seja, se acontecer qualquer coisa - coisa que eu nunca vi acontecer

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

mas só as observo há 20 anos -

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

(Risos)

se acontecer qualquer coisa, podem sair, se for preciso.

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

Mas a maioria só anda por ali.

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

Penso que é uma questão muito interessante.

what is there about the way the colony is organized

O que é que há na organização duma colónia

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

que possa ter uma função de reserva

de formigas que não fazem nada?

And they sort of stand as a buffer in between

São uma espécie de tampão de segurança

entre as formigas que trabalham no ninho e as que trabalham no exterior.

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

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

Se marcarmos as formigas que trabalham no exterior, e escavarmos uma colónia,

you never see them deep down.

nunca as encontramos lá em baixo.

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

O que acontece é que as formigas só trabalham no interior do ninho

quando as colónias são mais novas.

They somehow get into this reserve.

Mantêm-se nesta reserva.

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

Por fim, são recrutadas para se juntarem à força de trabalho no exterior.

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

Depois de começarem a trabalhar no exterior,

nunca mais voltam lá para baixo.

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

A maior parte das formigas não vê muito bem.

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

Têm olhos, distinguem a luz da escuridão

but they mostly work by smell.

mas trabalham sobretudo pelo olfato.

So just to reinforce that what you might have thought

Para reforçar que não é verdade aquilo que vocês podem ter pensado

about ant queens isn't true --

sobre as formigas rainhas

you know, even if the queen did have the intelligence

- mesmo se a rainha tivesse a inteligência

to send chemical messages through this whole network of chambers

de enviar mensagens químicas através desta rede de câmaras

to tell the ants outside what to do,

para dizer às formigas no exterior o que devem fazer,

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

seria impossível que essas mensagens chegassem a tempo de ver

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

as mudanças na atribuição de operárias que vemos no exterior do ninho.

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

É assim que sabemos que a rainha não dirige o comportamento da colónia.

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

Quando comecei a estudar a atribuição de tarefas,

my first question was, "What's the relationship

a minha primeira pergunta foi:

"Qual é a relação entre as formigas que realizam tarefas diferentes?"

between the ants doing different tasks?

"As forrageiras sabem o que as operárias de manutenção estão a fazer?"

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

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

"As operárias lixeiras sabem o que as patrulheiras estão a fazer?"

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

Eu trabalhava no contexto de um conceito de colónias de formigas

em que cada formiga estava dedicada à sua tarefa, desde que nascia

was somehow dedicated to its task from birth

and sort of performed independently of the others,

e, de certa forma, trabalhava independentemente das outras,

knowing its place on the assembly line.

sabendo qual o seu lugar na linha de montagem.

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

E queria saber: "Qual é a interdependência dos diferentes grupos?"

So I did experiments where I changed one thing.

Assim, fiz experiências em que alterava uma coisa.

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

Por exemplo, criei mais trabalho para as operárias de manutenção

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

colocando uma pilha de palitos perto da entrada do ninho,

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

de manhã cedo, quando as operárias de manutenção começam a ficar ativas.

This is what it looks like about 20 minutes later.

As coisas ficaram assim, ao fim de 20 minutos

Here it is about 40 minutes later.

e cerca de 40 minutos depois.

And the nest maintenance workers just take all the toothpicks

As operárias de manutenção levaram todos os palitos

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

para o pé do monturo mais próximo e deixaram-nos ali.

And what I wanted to know was, "OK,

O que eu queria saber era:

"Esta é uma situação em que foram recrutadas mais operárias de manutenção.

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

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

"Terá exercido algum efeito nas operárias que realizam outras tarefas?"

Then we repeated all those experiments with the ants marked.

Depois repetimos todas essas experiências com as formigas marcadas.

So here's some blue nest maintenance workers.

Estas são operárias de manutenção, a azul.

And lately we've gotten more sophisticated

Posteriormente, ficámos mais sofisticados

and we have this three-color system.

e temos este sistema de três cores.

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

Marcamo-las individualmente, por isso sabemos que formiga é.

We started out with model airplane paint

Começámos com pintura de modelos de aviões

and then we found these wonderful little Japanese markers,

depois descobrimos estes ótimos marcadores japoneses

and they work really well.

que funcionam muito bem.

And so just to summarize the result,

Resumindo os resultados,

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

acontece que as diferentes tarefas são interdependentes.

So, if I change the numbers performing one task,

Se eu alterar o número das que realizam uma tarefa,

it changes the numbers performing another.

o número das que realizam outra tarefa também se altera.

So for example, if I make a mess

Por exemplo, se eu fizer distúrbios

that the nest maintenance workers have to clean up,

que as operárias de manutenção têm que limpar,

then I see fewer ants out foraging.

vejo menos formigas a forragear.

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

Isto acontecia em todos os pares de combinações de tarefas.

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

Outro resultado, que surpreendeu muita gente,

foi que as formigas trocam de tarefas.

was that ants actually switch tasks.

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

A mesma formiga não faz sempre a mesma tarefa durante toda a vida.

Por exemplo, se eu colocar comida extra,

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

as formigas lixeiras deixam de apanhar lixo

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

e vão buscar a comida,

they become foragers.

tornam-se forrageiras.

As operárias de manutenção tornam-se forrageiras.

The nest maintenance workers become foragers.

The patrollers become foragers.

As patrulheiras tornam-se forrageiras.

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

Mas nem todas as transições são possíveis.

Isto mostra como funciona.

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

Como eu já disse, se houver mais comida para recolher, as patrulheiras,

as lixeiras, as operárias de manutenção passam a ser forrageiras.

the nest maintenance workers will all change to forage.

If there's more patrolling to do --

Se é preciso fazer mais patrulhas

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

- criei um desequilíbrio para precisar de mais patrulheiras -

the nest maintenance workers will switch to patrol.

as operárias de manutenção passam a ser patrulheiras.

But if more nest maintenance work is needed --

Mas, se for preciso mais trabalho de manutenção

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

- por exemplo, se eu puser um monte de palitos -

then nobody will ever switch back to nest maintenance,

ninguém volta a mudar para a manutenção do ninho.

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

Têm que ir buscar operárias de manutenção no interior do ninho.

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

Portanto, as forrageiras agem como um tanque

e as formigas no interior do ninho agem como uma fonte.

And finally, it looks like each ant is deciding

Por fim, parece que cada formiga está a decidir, momento a momento,

moment to moment whether to be active or not.

se deve ser ativa ou não.

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

Por exemplo, quando há trabalho extra para manutenção do ninho,

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

não são as forrageiras que mudam, eu sei que não o fazem.

But the foragers somehow decide not to come out.

Mas as forrageiras decidem não sair

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

E é este o resultado mais intrigante: a atribuição de tarefas.

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

Este processo altera-se deste modo com a idade da colónia.

When I do these experiments with older colonies --

Quando faço estas experiências com colónias mais velhas

so ones that are five years or older --

- as que têm cinco anos ou mais -

they're much more consistent from one time to another

elas são muito mais consistentes no seu comportamento

and much more homeostatic. The worse things get,

e muito mais homeostáticas.

Quanto mais as perturbo, mais elas agem como colónias impassíveis.

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

Whereas the young, small colonies --

Enquanto que as colónias jovens, pequenas

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

- as colónias de dois anos, só com 2000 formigas -

são muito mais instáveis.

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

O espantoso nisto tudo é que uma formiga só vive um ano.

It could be this year, or this year.

Pode ser este ano, ou este ano.

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

Assim, as formigas da colónia mais velha que parece ser mais estável

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

não são mais velhas do que as formigas da colónia mais nova.

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

Não se deve à experiência das formigas mais velhas, mais sábias,

Instead, something about the organization

é antes qualquer coisa na organização

must be changing as the colony gets older.

que muda à medida que a colónia envelhece.

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

Uma coisa óbvia que muda é a sua dimensão.

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

Logo que cheguei a este resultado, passei muito tempo a tentar perceber

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

quais as regras de decisão

- regras muito simples, locais, provavelmente regras olfativas, químicas

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

que uma formiga usava,

já que as formigas não podem avaliar a situação global -

that would have the outcome that I see,

e que produzissem o resultado que eu observava,

these predictable dynamics, in who does what task.

essa dinâmica previsível sobre quem executa que tarefa.

And it would change as the colony gets larger.

E que se alterava à medida que a colónia aumentava.

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

Descobri que as formigas usam uma rede de contacto pelas antenas.

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

Todos os que já observaram formigas, viram que elas tocam as antenas.

They smell with their antennae.

Cheiram com as antenas.

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

Quando uma formiga toca noutra, está a cheirá-la

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

e pode dizer, por exemplo, se a outra formiga é do mesmo ninho

because ants cover themselves and each other, through grooming,

porque as formigas cobrem-se umas às outras, numa ação de higiene,

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

com uma camada de gordura que contém um odor específico da colónia,

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

Percebemos que uma formiga usa o esquema dos contactos pelas antenas,

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

a frequência com que encontra formigas noutras tarefas, para decidir o que fazer.

And so what the message is, is not any message

Portanto, não é uma mensagem o que transmitem de formiga para formiga,

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

é um padrão.

The pattern itself is the message.

A mensagem é o próprio padrão.

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

Vou falar-vos um pouco mais sobre isto.

But first you might be wondering:

Mas, primeiro, devem estar a pensar

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

como é que uma formiga pode dizer, por exemplo, que é uma forrageira

e espera encontrar outra forrageira a uma certa frequência.

I expect to meet another forager every so often.

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

Mas, se começa a encontrar maior número de operárias de manutenção,

I'm less likely to forage.

percebe que não deve estar a forragear.

So it has to know the difference between

Tem que reconhecer a diferença

a forager and a nest maintenance worker.

entre uma forrageira e uma operária de manutenção.

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

Ficámos a saber que, nesta espécie

and I suspect in others as well --

- e suspeito que noutras espécies também -

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

estes hidrocarbonetos, esta camada de gordura

na superfície exterior da formiga

is different as ants perform different tasks.

é diferente quando as formigas realizam tarefas diferentes.

And we've done experiments that show that

Fizemos experiências que mostram

that's because the longer an ant stays outside,

que, quanto mais tempo uma formiga estiver no exterior,

the more these simple hydrocarbons on its surface change,

mais se alteram os hidrocarbonetos simples da superfície

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

e acabam por ter um cheiro diferente, ao realizarem tarefas diferentes.

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

Podem usar esse odor específico da tarefa em hidrocarbonetos cuticulares

they can use that in their brief antennal contacts to somehow

- podem usá-los nos seus breves contactos pelas antenas

para perceber qual o ritmo

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

a que encontram formigas de determinadas tarefas.

And we've just recently demonstrated this

Recentemente demonstrámos isso,

colocando um extrato de hidrocarbonetos em pequenas contas de vidro,

by putting extract of hydrocarbons on little glass beads,

e deixando cair as contas à entrada do ninho a um ritmo adequado.

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

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

Acontece que as formigas reagem ao ritmo exato do contacto

with a glass bead with hydrocarbon extract on it,

com uma conta de vidro com extrato de hidrocarbonetos,

as they would to contact with real ants.

tal como reagiriam com formigas verdadeiras.

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

Agora vou mostrar um pequeno filme

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

que começa por mostrar a entrada do ninho.

A ideia é que as formigas entram e saem à entrada do ninho.

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

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

Saíram para realizar diversas tarefas, e o ritmo a que se encontram,

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

quando entram e saem do ninho

determina ou influencia a decisão de cada formiga

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

sobre onde ir e que tarefa realizar.

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

Isto é filmado com um microscópio de fibra ótica, no interior do ninho.

In the beginning you see the ants

No início, vemos as formigas

just kind of engaging with the fiber optics microscope.

a interagir com o microscópio de fibra ótica.

But the idea is that the ants are in there,

Mas a ideia é que as formigas estão ali dentro

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

e cada formiga contacta com um certo fluxo de outras formigas,

a stream of contacts with other ants.

uma enfiada de contactos com outras formigas.

O padrão destas interações determina

And the pattern of these interactions determines

se a formiga vai sair para o exterior e o que vai fazer quando sair.

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

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

Também vemos o mesmo nas formigas no exterior, junto da entrada do ninho.

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

Cada formiga, quando entra, contacta as outras formigas.

And the ants that are waiting just inside the nest entrance

E as formigas que estão à espera à entrada do ninho,

to decide whether to go out on their next trip,

decidem se saem em viagem,

are contacting the ants coming in.

contactando as formigas que entram.

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

O que é interessante neste sistema é que é confuso, é variável, é ruidoso.

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

Especialmente, de duas formas.

A primeira é que a experiência de cada formiga não é muito previsível.

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

Because the rate at which ants come back depends on

Porque o ritmo a que as formigas regressam depende das pequenas coisas

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

que acontecem a uma formiga que realiza a sua tarefa no exterior.

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

A segunda é que a capacidade de uma formiga para avaliar esse padrão

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

deve ser muito grosseira, porque nenhuma formiga sabe fazer cálculos sofisticados.

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

Fazemos muitas simulações, modelos e também trabalho experimental

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

para tentar perceber como estes dois tipos de interferências se combinam,

no agregado, e produzem o comportamento previsível das colónias de formigas.

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

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

Não estou a dizer que este tipo de padrão aleatório de interações

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

produz uma fábrica que funciona com a precisão e a eficácia de um relógio.

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

Com efeito, se observarem as formigas, acabam por tentar ajudá-las

because they never seem to be doing anything

porque parece que elas nunca fazem nada

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

exatamente da forma que pensamos que deviam fazer.

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

Assim, não é destes contactos aleatórios

que surge a perfeição

But it works pretty well.

mas funciona bastante bem.

Ants have been around for several hundred million years.

As formigas existem desde há centenas de milhões de anos.

They cover the earth, except for Antarctica.

Cobrem todo o planeta, com exceção da Antártida.

Something that they're doing is clearly successful enough

Aquilo que fazem tem êxito, obviamente.

that this pattern of haphazard contacts, in the aggregate,

Este padrão de contactos aleatórios, no seu conjunto,

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

produz uma coisa que permite que as formigas façam mais formigas.

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

Uma das coisas que estamos a estudar é como é que a seleção natural

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

pode estar a atuar agora

para modelar o uso destes padrões de interação

- esta rede de padrões de interação -

this network of interaction patterns --

to perhaps increase the foraging efficiency of ant colonies.

para aumentar a eficácia do forrageamento das colónias de formigas.

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

Mas uma coisa que quero que recordem

is that these patterns of interactions

é que estes padrões de interações

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

são uma coisa que está estreitamente relacionado com a dimensão da colónia.

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

A ideia mais simples é que, quando uma formiga está numa colónia pequena

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

e outra formiga está numa colónia grande, utiliza a mesma regra, tipo:

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

"Espero encontrar outra forrageira de três em três segundos".

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

Mas, numa colónia pequena, há menos hipóteses de encontrar forrageiras

just because there are fewer other foragers there to meet.

porque há menos forrageiras para encontrar.

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

Este é o tipo de regra que, à medida que a colónia evolui, envelhece e aumenta,

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

produzirá comportamentos diferentes entre uma colónia velha e uma mais jovem.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)