Deborah Gordon: The emergent genius of ant colonies

Дебора Гордон откапывает муравьёв

Переводчик: Maria Shemetova Редактор: Aliaksandr Autayeu

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

Я изучаю муравьёв, потому что люблю думать, как работают организации.

And in particular, how the simple parts of organizations

И, в частности, как простые части организаций

interact to create the behavior of the whole organization.

взаимодействуют для создания поведения всей организации в целом.

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

Так, муравьиная колония — это хороший пример подобной организации.

and there are many others. The web is one.

Есть также много и других. Например, сеть.

There are many biological systems like that --

Существует большое количество подобных биосистем:

brains, cells, developing embryos.

мозг, клетки, развитие эмбриона.

There are about 10,000 species of ants.

Существует около 10 000 видов муравьёв.

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

Все они живут в колониях, в которых есть одна или несколько королев.

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

Все муравьи, которых вы сейчас видите — бесплодные рабочие самки.

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

Все колонии схожи тем, что в них отсутствует централизованное управление.

Nobody tells anybody what to do.

Никто никому не говорит, что надо делать.

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

Королева только что отложила яйца. Нет никакого руководства.

No ant directs the behavior of any other ant.

Ни один муравей не управляет поведением другого.

And I try to figure out how that works.

И я пытаюсь понять, как в таком случае они живут.

And I've been working for the past 20 years

Уже 20 лет я изучаю

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

популяцию муравьёв-семяедов на юго-востоке Аризоны.

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

Это то самое место. И фотография муравьёв с кроликом,

and the rabbit just happens to be there.

который случайно оказался там.

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

Эти муравьи называются муравьи-жнецы, так как они питаются семенами.

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

Это гнездо развитой колонии и вход в него.

And they forage maybe for about 20 meters away,

Муравьи уходят порой за 20 метров от гнезда,

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

собирают семена, приносят их назад в гнездо и делают запасы.

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

Каждый год я езжу туда и составляю карту местности.

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

Это просто дорога. И она небольшая.

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

Около 250 метров с одной стороны и 400 с другой.

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

У каждой колонии есть имя-номер,

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

которое написано на камне. И я езжу туда каждый год

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

и ищу колонии, которые были в прошлом году,

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

чтобы узнать какие погибли, и заношу все новые на карту.

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

Делая это, можно узнать возраст колоний.

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

Так как колония стареет и развивается,

as the colony gets older and larger.

я могу изучать изменение поведения муравьёв.

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

Я хочу рассказать вам о жизненном цикле колонии.

Ants never make more ants; colonies make more colonies.

Муравьи никогда не производят больше муравьёв, только колонии производят больше колоний.

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

И делают они это, посылая, каждый год, способных к размножению муравьёв —

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

тех, что с крыльями — на брачный полет.

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

Так каждый год, в один и тот же день (это просто загадка как это происходит),

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

каждая колония посылает своих молодых, неоплодотворённых королев с крыльями

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

и самцов в одно место, где они спариваются.

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

Это молодая королева. Вот её крылья.

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

Она спаривается с самцом,

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

а другой самец, наверху, ждёт своей очереди.

Often the queens mate more than once.

Очень часто королевы спариваются несколько раз.

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

После этого, все самцы умирают. Для них всё уже кончено.

(Laughter)

(Смех)

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

Оплодотворённые королевы улетают куда-нибудь, сбрасывают крылья,

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

выкапывают ямку, заползают туда и начинают откладывать яйца.

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

Они будут жить от 15 до 20 лет продолжать откладывать яйца,

using the sperm from that original mating.

используя сохранившуюся сперму от того самого спаривания.

So the queen goes down in there.

Так вот, королева заползает в ямку.

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

Она откладывает яйца и кормит личинки, которыми становятся муравьи, вылупившись из яйца.

She feeds the larvae by regurgitating from her fat reserves.

Кормит она их, отрыгивая свои запасы жира.

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

Затем, появляется первая группа муравьёв,

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

муравьёв-личинок. Они становятся куколками. Потом, вырастают во взрослых муравьёв.

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

Они выходят из гнезда, добывают пищу, роют гнездо,

and the queen never comes out again.

а королева уже больше никогда не выходит на поверхность.

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

Это колония возрастом в 1 год, кажется, номер 536.

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

Вот вход в гнездо. И карандаш для сравнения размера.

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

Эта колония была основана королевой прошлым летом.

This is a three-year-old colony.

А это трёхлетняя колония.

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

Вход в гнездо и карандаш.

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

Они делают кучу из мусора, обычно из шелухи семян, которые они едят.

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

Пятилетняя колония. Вход в гнездо с карандашом.

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

Она почти равна расстоянию, на которое они ходят — метру в диаметре.

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

А это как размер колонии и количество муравьёв изменяется —

so this is about 10,000 worker ants --

здесь примерно 10 000 рабочих муравьёв —

changes as a function of colony age, in years.

изменяется в соответствии с возрастом колонии.

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

Так, колония рождается вообще без муравьёв, есть только королева-основательница,

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

и разрастается до около 10-12 тысяч муравьёв за пять лет.

And it stays that size until the queen dies

Колония останется такого размера, пока королева не умрёт

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

в возрасте 15-20 лет, и уже некому будет рожать муравьёв.

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

А когда они достигают этого стабильного размера и количества муравьёв,

that they start to reproduce.

они начинают воспроизводиться.

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

То есть, посылают больше королев и самцов на брачный полет.

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

И я знаю, как размер колонии изменяется с её возрастом, так как я

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

раскапывала колонии разных возрастов и пересчитывала всех муравьёв. (Смех)

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

И хотя это очень интересно, это ещё не самая весёлая часть моего исследования.

(Laughter)

(Смех)

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

На самом деле тот вопрос, который я задаю себе, касается распределения сил в колонии.

That's not just how is the colony organized,

Это не просто как колонии организованы,

but how does it change what it's doing?

а как они меняют направление своей деятельности.

How is it that the colony manages to adjust

Как колонии умудряются регулировать поведение

the numbers of workers performing each task as conditions change?

такого большого количества рабочих с изменением условий.

So, things happen to an ant colony.

С колонией может произойти много чего.

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

Так, когда летом идёт дождь, он заливает пустыню,

There's a lot of damage to the nest,

причиняя большие разрушения гнезду.

and extra ants are needed to clean up that mess.

Для восстановления требуются больше муравьёв, чем есть.

When extra food becomes available --

Когда можно снова собирать пищу —

and this is what everybody knows about picnics --

и это то, что все знают о пикниках —

then extra ants are allocated to collect the food.

назначаются дополнительные муравьи для её сбора.

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

Как же без управления колония направляет

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

определённое количество рабочих выполнять какое-либо задание?

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

Именно этот процесс я и называю распределением сил.

And in harvester ants, I divide the tasks

У тех муравьёв-жнецов, которых я видела вне гнезда,

of the ants I see just outside the nest

различаются четыре категории заданий.

into these four categories: where an ant is foraging,

Первое — добывание пищи, когда

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

муравей ищет еду или несёт уже найденную кем-то в гнездо.

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

Дозор — это по идее, лупа у него —

are an interesting group that go out early in the morning

очень интересная группа муравьёв, которая

before the foragers are active.

выходит утром, пока не начался сбор пищи.

They somehow choose the direction that the foragers will go,

Они каким-то образом выбирают направление, в котором пойдут сборщики пищи

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

и, по своему возвращению,

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

они говорят им, что путь безопасен.

Then the nest maintenance workers work inside the nest,

Также есть муравьи, ухаживающие за гнездом.

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

И я хочу сказать, что гнезда очень похожи на дома Билла Лишмана.

That is, that there are chambers inside,

В гнезде есть, так называемые, палаты.

they line the walls of the chambers with moist soil

И эти муравьи выкладывают стены этих палат влажной почвой.

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

Высыхая, она становится похожей на глину.

It also looks very similar to some of the cave dwellings

Также это очень похоже на некоторые пещеры

of the Hopi people that are in that area.

народа Хопи, проживающего на этой территории.

And the nest maintenance workers do that inside the nest,

Муравьи-строители делают свою работу внутри гнезда,

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

а затем, они выходят на поверхность с сухой почвой во рту.

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

Вот вы видите, как они выходят с небольшим количеством песка,

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

кладут его, разворачиваются и идут назад.

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

И наконец, муравьи, строящие кучу из мусора, которую они метят чем-то вроде химиката.

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

То, что вы видите, это как эти муравьи строят кучу из мусора.

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

В один день она будет здесь, а уже на следующий

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

они переместят её, а потом вернут на прежнее место.

So that's what the midden workers do.

Вот, чем занимаются эти муравьи.

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

И эти четыре группы всего лишь муравьи, выходящие на поверхность.

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

Всего лишь 25 % всей колонии. Все они старые муравьи.

So, an ant starts out somewhere near the queen.

Так что, муравей сначала находится где-то рядом с королевой.

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

Когда мы раскапывали гнезда, оказалось, что они находятся на глубине

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

примерно одного метра у уже старых гнёзд, что совпадает с их шириной.

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

И ещё есть также другой длинный туннель и палата, в которой мы часто находим королеву,

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

после того как восемь часов копали там мотыгой.

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

И я не думаю, что эта палата появилась из-за меня и моей лопаты

and my crew of students with pickaxes,

и моей команды студентов с мотыгами,

but instead because when there's flooding,

а, из-за затопления,

occasionally the colony has to go down deep.

когда колонии иногда уходят глубже.

So there's this whole network of chambers.

Так что, это целая система палат.

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

Королева где-то там и откладывает яйца.

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

Вот личинки. Они потребляют большую часть пищи.

And this is true of most ants --

А это большинство муравьёв колонии,

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

те, что ходят туда и обратно. Они почти совсем не едят,

They bring it back and feed it to the larvae.

а только кормят личинки.

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

Когда муравьи-добытчики приносят пищу, они просто бросают её в верхней палате,

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

а другие муравьи снизу берут её,

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

несут вниз, очищают от шелухи и сваливают в кучу.

There are nest maintenance workers working throughout the nest.

Это муравьи, которые работают по всему гнезду.

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

И очень любопытно, но получается, что в любое время,

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

около половины муравьёв колонии просто ничего не делают.

So, despite what it says in the Bible,

Так что, несмотря на то, что в Библии сказано

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

«Пойди к муравью, ленивец»,

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

на самом деле, можно считать этих муравьёв резервом.

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

Скажем, на случай, если что-нибудь случиться. Хотя, я ни разу не видела такого.

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

Правда, я наблюдала за муравьями всего лишь 20 лет.

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

Возможно, если что-нибудь случиться, они все выйдут из гнезда, если будут нужны.

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

Но на самом деле, они в основном просто слоняются без дела.

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

И я думаю, что это очень любопытно,

what is there about the way the colony is organized

как же так организованы колонии,

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

что создают резерв муравьёв, которые ничего не делают?

And they sort of stand as a buffer in between

И они являются чем-то вроде амортизатора между муравьями,

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

работающими глубоко внизу гнезда, и муравьями, работающими на поверхности.

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

Если пометить всех муравьёв на поверхности, и вскопать гнездо,

you never see them deep down.

вы никогда не найдёте их глубоко.

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

Так что получается, что муравьи работают в гнезде, когда они молоды.

They somehow get into this reserve.

Затем, как-то попадают в резерв.

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

И, в конце концов, присоединяются к рабочей силе на поверхности.

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

И после того, как они начинают работать вне гнезда, они уже никогда не возвращаются назад.

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

Большинство муравьёв, включая и работающих вне гнезда, не очень хорошо видят.

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

У них есть глаза, они могут различать темноту и свет,

but they mostly work by smell.

но в основном они работают, ориентируясь на запах.

So just to reinforce that what you might have thought

Так что, то о чем вы возможно подумали

about ant queens isn't true --

о королеве — неправда.

you know, even if the queen did have the intelligence

Даже если королева обладала бы интеллектом

to send chemical messages through this whole network of chambers

и посылала химические сообщения через целую систему палат,

to tell the ants outside what to do,

говоря муравьям снаружи, что нужно делать,

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

то эти сообщения никак бы не смогли прийти вовремя, чтобы

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

объяснить то распределение сил, которое мы видим вне гнезда.

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

И это лишь одно объяснение, почему королева не управляет поведением колонии.

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

Когда я в первый раз занялась вопросом распределения сил,

my first question was, "What's the relationship

у меня в голове возник вопрос. Каковы отношения

between the ants doing different tasks?

между муравьями, выполняющими разные задания?

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

Имеет ли значение для добытчиков, что делают строители?

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

Имеет ли значение для строителей кучи, что делают дозорные?

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

Я думала над ответом, подразумевая, что в колонии каждый муравей

was somehow dedicated to its task from birth

был каким-то образом, с рождения, определён для конкретного задания

and sort of performed independently of the others,

и выполнял его независимо от других,

knowing its place on the assembly line.

зная своё место в муравьином сообществе.

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

Но вместо того вопроса, я, на самом деле, хотела узнать, как взаимосвязаны разные группы муравьёв.

So I did experiments where I changed one thing.

Так что я провела ряд экспериментов, изменяя что-то в обычной жизни муравьёв.

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

Например, я создавала больше работы для муравьёв, ремонтирующих гнездо,

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

поместив несколько зубочисток рядом со входом

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

рано утром, когда эта группа ещё единственная, кто работает.

This is what it looks like about 20 minutes later.

Вот, как это выглядело через 20 минут.

Here it is about 40 minutes later.

А вот, как через 40.

And the nest maintenance workers just take all the toothpicks

Они просто взяли все зубочистки и перенесли их

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

на границы холма, оставив их там.

And what I wanted to know was, "OK,

Это было все, что я хотела узнать.

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

Вот ситуация, когда понадобятся дополнительные рабочие.

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

Отразиться ли это на муравьях, выполняющие другие задания?

Then we repeated all those experiments with the ants marked.

Сначала мы повторили подобные эксперименты, пометив муравьёв.

So here's some blue nest maintenance workers.

Вот они, синие рабочие.

And lately we've gotten more sophisticated

Затем, ещё больше усложнили

and we have this three-color system.

и ввели трёхцветную систему.

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

Мы можем помечать их индивидуально, так что точно знаем, какой муравей, что делает.

We started out with model airplane paint

Сначала мы работали с краской для моделей самолётов,

and then we found these wonderful little Japanese markers,

а потом нашли эти удивительные маленькие японские маркеры,

and they work really well.

которые работали просто превосходно.

And so just to summarize the result,

В общем, выяснилось,

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

что да, различные задания взаимосвязаны.

So, if I change the numbers performing one task,

Так, если я изменю количество муравьёв, выполняющих одно задание,

it changes the numbers performing another.

то измениться и количество, выполняющих другое.

So for example, if I make a mess

Например, если я наведу беспорядок,

that the nest maintenance workers have to clean up,

который придётся убирать муравьям-рабочим,

then I see fewer ants out foraging.

то я увижу, что количество муравьёв-добытчиков сократилось.

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

И так было для всех парных комбинаций заданий.

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

Второй результат, который удивил многих,

was that ants actually switch tasks.

заключается в том, что муравьи в действительности меняются заданиями.

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

Один и тот же муравей не выполняет одно и то же задание всю жизнь.

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

Например, если я давала муравьям дополнительную еду,

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

те, кто занимался кучей, прекращали свою работу и шли за едой.

they become foragers.

Они становились добытчиками.

The nest maintenance workers become foragers.

Строители становились добытчиками.

The patrollers become foragers.

Дозорные становились добытчиками.

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

Но не все переходы возможны. И это показывает, как это работает.

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

Как я только, что сказала, если есть дополнительная еда, дозорные, муравьи, занимающиеся кучей,

the nest maintenance workers will all change to forage.

строители — все начнут добывать пищу.

If there's more patrolling to do --

Если нужно больше муравьёв для патрулирования —

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

я создавала условия, чтобы так произошло —

the nest maintenance workers will switch to patrol.

муравьи-строители становились патрульными.

But if more nest maintenance work is needed --

Но если больше требовалось строителей,

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

например, если я кладу зубочистки,

then nobody will ever switch back to nest maintenance,

то никто не станет строителем.

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

Новые строители приходят только из гнезда.

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

Таким образом, добывание пищи универсально, а муравьи внутри гнезда являются первоисточником всех на поверхности.

And finally, it looks like each ant is deciding

Наконец, всё выглядит так, как будто каждый муравей сам решает,

moment to moment whether to be active or not.

когда ему быть активным, а когда нет.

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

Например, когда требуется рабочая сила для ремонта гнезда,

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

добытчики не становятся строителями. Я точно это знаю.

But the foragers somehow decide not to come out.

Но ведь они как-то решают, что не должны это делать.

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

И вот самый интригующий результат: распределение сил на задания.

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

Этот процесс изменяется с возрастом колонии, и изменяется он таким образом.

When I do these experiments with older colonies --

Когда я провожу этот эксперимент со старыми колониями,

so ones that are five years or older --

с теми, которым пять и более лет,

they're much more consistent from one time to another

они оказываются намного более последовательными

and much more homeostatic. The worse things get,

и намного более гомеостатическими. Чем труднее была ситуация,

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

чем больше проблем я для них создавала, тем больше они вели себя как непотревоженная колония.

Whereas the young, small colonies --

В то время как молодые, небольшие колонии —

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

двухлетние с всего 2 000 муравьёв — были более изменчивы.

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

И самое удивительное во всем этом это то, что муравьи живут один год.

It could be this year, or this year.

Это может быть этот год, или этот.

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

Но муравьи в более старых колониях, которые кажутся более стабильными,

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

не старее муравьёв в молодых колониях.

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

Это все не благодаря опыту пожилых, более мудрых муравьёв.

Instead, something about the organization

Напротив, что-то в самой организации

must be changing as the colony gets older.

должно меняться с возрастом колонии.

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

И очевидной вещью, которая меняется, является размер.

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

С тех пор как я получила все эти результаты, я потратила много времени, выясняя

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

какие правила влияют на решение — очень простые, частные, возможно обонятельные, химические

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

правила могли бы использовать муравьями, если отдельно взятый муравей не знает общей ситуации.

that would have the outcome that I see,

Правила, которые дали бы увиденный мной результат,

these predictable dynamics, in who does what task.

которые предсказывали бы динамику распределения заданий.

And it would change as the colony gets larger.

И те, которые бы изменялись с увеличением размеров колонии.

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

И я обнаружила, что муравьи используют систему усикового контакта.

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

Все, кто когда-нибудь наблюдал за муравьями, видели, как они касаются своих усиков.

They smell with their antennae.

Они нюхают с их помощью.

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

Когда один муравей касается другого, он чувствует запах,

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

и может понять, например, что другой муравей — это самка из гнезда,

because ants cover themselves and each other, through grooming,

потому что муравьи покрывают себя и других

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

слоем жира со специфичным ароматом колонии.

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

Мы можем понять, что муравьи используют систему усикового контакта,

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

когда он встречает муравья, выполняющего другое задание, в качестве показателя, говорящего ему, что нужно делать.

And so what the message is, is not any message

И самое главное здесь, не просто сообщение,

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

которое они передают друг другу, а сама система.

The pattern itself is the message.

Сама система и есть сообщение.

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

И сейчас я расскажу вам немного об этом.

But first you might be wondering:

Но, вы наверное не можете понять,

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

как муравей может понять, что я, например, добытчик.

I expect to meet another forager every so often.

По идее я должна встречаться с добытчиками время от времени.

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

Но, вместо этого, я встречаю много строителей гнезда.

I'm less likely to forage.

Значит, шансов, что я лично стану добытчиком невелики.

So it has to know the difference between

Так, что муравей знает разницу между

a forager and a nest maintenance worker.

добытчиком и строителем.

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

И мы выяснили, что у этого вида муравьёв —

and I suspect in others as well --

и я думаю, что и у других видов тоже —

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

эти углеводороды, этот слой жира на муравьях,

is different as ants perform different tasks.

различается и зависит от задания.

And we've done experiments that show that

И мы провели ряд экспериментов, которые показали,

that's because the longer an ant stays outside,

что чем дольше муравей находиться на поверхности,

the more these simple hydrocarbons on its surface change,

тем больше этот углеводородный слой меняется.

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

Они пахнут по-разному, выполняя разные задания.

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

И они могут использовать этот специфичный запах,

they can use that in their brief antennal contacts to somehow

в своём коротком прикосновении с чьими-либо усиками,

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

продолжая затем встречаться с муравьями, выполняющими какое-либо задание.

And we've just recently demonstrated this

И совсем недавно мы подтвердили это,

by putting extract of hydrocarbons on little glass beads,

поместив экстракт углеводород на небольшие стеклянные бусинки,

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

и поместив их рядом со входом в нужном количестве.

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

И оказалось, что муравьи контактировали

with a glass bead with hydrocarbon extract on it,

со стеклянными бусинками со слоем углеводорода,

as they would to contact with real ants.

как будто они были настоящими муравьями.

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

Теперь я хочу показать вам небольшой фильм.

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

Он начинается с показа входа в гнездо.

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

Муравьи входят в гнездо и выходят оттуда.

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

Они выполняют разные задания, и то, что они встречаются,

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

на входе, определяет или влияет

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

на решения муравья: стоит ли ему выходить и какое задание выполнять.

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

Это было снято с помощью волоконно-оптического микроскопа. Это происходит глубоко внутри гнезда.

In the beginning you see the ants

Вначале вы видите муравьёв,

just kind of engaging with the fiber optics microscope.

которые очень заинтересованы волоконно-оптическим микроскопом.

But the idea is that the ants are in there,

Но, здесь важно, что муравьи, находящееся там,

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

каждый муравей ждёт определённого потока муравьёв, которые пройдут мимо,

a stream of contacts with other ants.

потока контактов с другими муравьями.

And the pattern of these interactions determines

И модель этого контакта определит,

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

стоит ли муравью идти на поверхность, и что ему делать наверху.

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

Вы также можете видеть, как муравьи на поверхности ведут себя идентично.

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

Каждый муравей, возвращаясь в гнездо, контактирует с другими муравьями.

And the ants that are waiting just inside the nest entrance

А муравьи, ожидающие в гнезде ответа,

to decide whether to go out on their next trip,

о том, что им нужно будет делать,

are contacting the ants coming in.

контактируют с пришедшими муравьями.

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

Чем интересна эта система, так тем, что она беспорядочна.

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

Она непостоянна. Она неспокойна. В особенности в двух случаях.

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

Во-первых, опыт муравья — каждого муравья — предсказуем.

Because the rate at which ants come back depends on

Количество возвращающихся муравьёв зависит от всех мелочей,

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

которые происходят с муравьём, когда он выходит из гнезда и выполняет задание.

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

Во-вторых, способность определить модель поведения

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

довольно примитивна, так как муравьи не умеют считать.

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

Так что, мы много моделировали, воспроизводили, и экспериментировали,

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

чтобы выяснить, как эти две вещи сочетаются во множестве,

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

производя предсказуемое поведение муравьиной колонии.

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

Опять же, я не хочу сказать, что эта бессистемная модель взаимодействия

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

создаёт фабрику, которая работает как часы.

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

На самом деле, после того как вы понаблюдаете за муравьями, вам захочется помочь им,

because they never seem to be doing anything

так как кажется, что они не делают ничего,

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

что, по вашему мнению, должны.

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

Так что совершенство появляется вовсе не из-за случайных контактов.

But it works pretty well.

Но это система работает достаточно хорошо.

Ants have been around for several hundred million years.

И продолжает делать это уже на протяжении нескольких сотен миллионов лет.

They cover the earth, except for Antarctica.

Муравьи обитают везде, кроме Антарктики.

Something that they're doing is clearly successful enough

То, что они делают, определённо успешно.

that this pattern of haphazard contacts, in the aggregate,

И система случайных контактов

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

в совокупности вырабатывает что-то, что позволяет муравьям множиться.

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

И одна из тех вещей, которую мы сейчас изучаем, это как естественный отбор

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

работает сейчас, формируя использование контактов,

this network of interaction patterns --

сети этих контактов,

to perhaps increase the foraging efficiency of ant colonies.

для увеличения эффективности кормодобывания у муравьиных колоний.

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

Однако есть одна вещь, о которой я хочу вам напомнить.

is that these patterns of interactions

Модели взаимодействия, по идее,

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

должны быть тесно связаны с размером колонии.

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

Самая простая идея, что муравей в маленькой колонии

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

и муравей в большой колонии используют одно и то же правило,

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

например, «Я думаю, что буду встречать добытчика каждые три секунды».

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

Но в маленькой колонии, шанс встретить добытчика меньше,

just because there are fewer other foragers there to meet.

просто, потому что самих добытчиков меньше.

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

Так что это правило, с развитием и старением колонии,

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

будет порождать отличное поведение в старой и молодой колонии.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты).