Deborah Gordon: The emergent genius of ant colonies

Translator: Khánh Linh Reviewer: Thái Hưng Trần

Tôi nghiên cứu loài kiến, vì tôi muốn tìm hiểu cách hoạt động của chúng.

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

cụ thể, cách các bộ phận

tương tác để tạo ra hành vi của toàn hệ thống.

And in particular, how the simple parts of organizations

Vì thế, tập đoàn kiến là ví dụ tiêu biểu cho một tổ chức như vậy,

interact to create the behavior of the whole organization.

và còn nhiều các tổ chức khác. Như là mạng lưới.

Có nhiều hệ thống sinh học như vậy--

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

trong đó có não, tế bào, phôi đang phát triển.

Có khoảng 10.000 loài kiến.

and there are many others. The web is one.

Chúng sống theo bầy đàn với một hoặc một vài con kiến chúa,

There are many biological systems like that --

brains, cells, developing embryos.

và những con kiến xung quanh bạn thấy là những con kiến thợ là kiến cái vô sinh.

There are about 10,000 species of ants.

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

Điểm chung của loài kiến là chúng không có trung tâm kiểm soát.

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

Không ai nói cho ai biết phải làm gì.

Kiến chúa chỉ đẻ trứng. Nó không có quyền kiểm soát.

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

Không có con nào lãnh đạo con nào.

Nobody tells anybody what to do.

Và tôi đã tìm hiểu cách chúng hoạt động.

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

Tôi đã nghiên cứu trong 20 năm qua

No ant directs the behavior of any other ant.

về một cộng đồng kiến ăn hạt tại phía đông nam vùng Arizona.

And I try to figure out how that works.

Đây là nơi nghiên cứu. Hình ảnh loài kiến,

và con thỏ này chỉ tình cờ ở đó thôi.

And I've been working for the past 20 years

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

Và loài kiến này là kiến thu hoạch bởi chúng ăn các loại hạt.

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

Đây là tổ của bầy kiến trưởng thành, và có lối vào trong tổ.

and the rabbit just happens to be there.

Chúng kiếm ăn quanh đó khoảng 20 mét,

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

lượm hạt mang về tổ, và cất trữ.

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

Hàng năm tôi đều tới và vẽ một bản đồ ở đó

And they forage maybe for about 20 meters away,

Thực chất đây là một con đường. Và nó cũng không quá rộng:

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

Khoảng 250 mét chiều rộng, 400 mét chiều dài.

Mỗi đàn đều có tên, tương ứng với một số,

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

được vẽ trên một hòn đá. Tôi tới đó hàng năm

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

và tìm xem đàn nào còn sống từ năm trước,

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

từ đó tôi biết được bầy nào đã chết, và thêm những đàn kiến mới vào bản đồ.

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

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

Như vậy tôi biết chúng đã bao nhiêu tuổi.

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

Và khi đó, tôi có thể nghiên cứu về sự thay đổi hành vi

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

khi đàn kiến lớn dần và mở rộng quy mô.

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

Tôi sẽ cho bạn biết về vòng đời của một đàn kiến.

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

Kiến không tạo thêm kiến; mà cộng đồng kiến tạo nên các siêu cộng đồng.

as the colony gets older and larger.

Chúng làm điều đó bằng cách để những đoàn kiến sinh sản--

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

những con có cánh -- bay để giao phối.

Ants never make more ants; colonies make more colonies.

Vậy nên hàng năm, vào cùng một thời điểm-- điều này vẫn là một ẩn số cho việc --

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

mỗi đàn kiến có chính xác những kiến chúa có cánh, kiến đực rời tổ,

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

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

sau đó chúng bay đến cùng một nơi. Và giao phối.

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

Và đây là hình ảnh của kiến chúa. Với đôi cánh của mình.

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

Nó đang trong quá trình giao phối,

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

và bên cạnh là một con kiến đực khác đang đợi đến lượt.

Thường thì kiến chúa sẽ giao phối vài lần.

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

Sau đó, kiến đực sẽ chết. Một cuộc đời ngắn ngủi.

( Tiếng cười )

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

Sau đó kiến chúa mới giao phối bay đi tìm nơi thích hợp, làm rụng cánh của mình,

Often the queens mate more than once.

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

đào một khoang và đẻ trứng ở đó.

(Laughter)

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

Và chúng sẽ sống trong 15 hoặc 20 năm, tiếp tục đẻ trứng

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

bằng tinh trùng từ lần giao phối trước đó.

Kiến chúa vào trong khoang.

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

Nó đẻ trứng, cho ấu trùng ăn -- vậy kiến bắt đầu từ trứng, sau đó là ấu trùng.

using the sperm from that original mating.

Ấu trùng ăn các chất tiết ra từ lượng mỡ dự trữ của kiến chúa.

So the queen goes down in there.

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

Sau đó, khi được sinh ra -- đàn kiến đầu tiên -- xuất hiện,

đó là ấu trùng. Sau đó thành nhộng. Rồi lột xác trưởng thành.

She feeds the larvae by regurgitating from her fat reserves.

Chúng ra ngoài, kiến ăn, đào tổ,

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

và kiến chúa sẽ không xuất hiện nữa.

Đây là đàn kiến 1 năm tuổi -- số 536.

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

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

Đó là lối vào tổ, bút chì để đo tỉ lệ.

Và đây là tổ kiến được tạo ra bởi một con kiến chúa vào mùa hè năm ngoái.

and the queen never comes out again.

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

Đây là tổ kiến 3 năm tuổi.

Đó là lối vào tổ, bút chì để đo tỉ lệ.

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

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

Chúng thải ra một đống chất thải -- chủ yếu là vỏ của hạt chúng đã ăn.

This is a three-year-old colony.

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

Đây là một tổ kiến 3 năm tuổi. Đó là lối vào, bút này để đo tỉ lệ.

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

Cái này to bằng với chiều ngang của chúng, khoảng một mét.

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

Đây là quá trình biến đổi kích thước của bầy kiến và số lượng kiến thợ --

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

có khoảng 10.000 kiến thợ --

thay đổi theo hàm liên kết với tuổi của đàn, đơn vị là năm.

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

Mốc đầu là 0 con kiến, đến khi kiến chúa tạo tổ,

so this is about 10,000 worker ants --

và nó phát triển với kích thước khoảng 10 hoặc 12 nghìn con khi đàn được 5 tuổi.

changes as a function of colony age, in years.

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

Và vẫn giữ nguyên kích thước đó cho đến khi kiến chúa qua đời

kiến chúa sống 15 hoặc 20 năm, khi đó đàn kiến không thể sản sinh thêm.

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

Và khi đã đạt đến kích thước ổn định này, với số lượng kiến đó,

And it stays that size until the queen dies

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

chúng bắt đầu sinh sản.

Đó là, để những con kiến chúa có cánh và kiến đực rời tổ đến chuyến bay giao phối.

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

Và tôi biết được sự thay đổi kích cỡ theo hàm liên kết với tuổi của đàn kiến

that they start to reproduce.

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

là vì tôi đã đào từng tổ đã xác định được năm tuổi và tôi đếm từng con một. (Cười)

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

Nhưng mà đó không phải là phần thú vị nhất của nghiên cứu này, dù nó khá hài hước.

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

(Cười)

Thực ra vấn đề mà tôi tò mò về chúng là cái mà tôi gọi nó là sự phân bổ nhiệm vụ.

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

Không chỉ về cách tổ chức bầy đàn,

(Laughter)

mà là cách chúng thích nghi như thế nào?

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

Cách mà bầy kiến sắp xếp điều chỉnh

That's not just how is the colony organized,

số lượng kiến thợ thực hiện nhiệm vụ khi điều kiện xung quanh thay đổi?

but how does it change what it's doing?

Có các yếu tố tác động tới bầy kiến.

How is it that the colony manages to adjust

Khi trời mưa vào mùa hè, gây ngập lụt trên sa mạc.

the numbers of workers performing each task as conditions change?

Tổ kiến bị ảnh hưởng rất nhiều,

do đó cần thêm những con kiến khác để dọn dẹp đống hỗn độn đó.

So, things happen to an ant colony.

Khi có thêm thức ăn --

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

chính là kiểu dã ngoại --

There's a lot of damage to the nest,

và những con kiến phụ thêm đó được phân công thu lượm thức ăn.

and extra ants are needed to clean up that mess.

Không ai đứng đầu chỉ đạo chúng, vậy tại sao

When extra food becomes available --

đàn kiến có thể tự điểu chỉnh số lượng kiến thợ làm nhiệm vụ?

and this is what everybody knows about picnics --

then extra ants are allocated to collect the food.

Tôi gọi quá trình đó là phân bổ nhiệm vụ.

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

Ở loài kiến thu hoạch, tôi chia nhiệm vụ

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

các con kiến mà tôi quan sát bên ngoài tổ

thành 4 loại: một con kiến đang kiếm ăn,

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

khi nó ra ngoài kiếm ăn, tìm kiếm thức ăn và mang về tổ.

And in harvester ants, I divide the tasks

of the ants I see just outside the nest

Kiến tuần tra -- đó có lẽ là một chiếc kính lúp --

into these four categories: where an ant is foraging,

là một nhóm thường ra ngoài vào sáng sớm

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

trước khi những con kiến kiếm ăn hoạt động.

Chúng xác định được phương hướng mà những con kiếm ăn sẽ đi,

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

và quay trở về -- khi chúng trở lại --

are an interesting group that go out early in the morning

chúng sẽ cho những con kiếm ăn biết nơi đó an toàn để kiếm mồi.

before the foragers are active.

They somehow choose the direction that the foragers will go,

Sau đó là kiến thợ xây dựng sửa sang bên trong tổ,

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

và tôi muốn nói rằng tổ của chúng trông rất giống nhà của Bill Lishman.

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

Đó là, bên trong có các khoang,

Then the nest maintenance workers work inside the nest,

chúng lót các bức tường của các khoang bằng đất ẩm

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

và khi khô nó sẽ thành kiểu tương tự như gạch sống.

That is, that there are chambers inside,

Nó giống với những ngôi nhà trong hang đá

they line the walls of the chambers with moist soil

của người Hop ở khu vực đó.

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

Và kiến thợ có nhiệm vụ xây dựng dọn dẹp sẽ làm việc trong tổ,

It also looks very similar to some of the cave dwellings

sau đó chúng mang theo ít đất khô ở hàm dưới của mình rời tổ.

of the Hopi people that are in that area.

Vậy khi bạn thấy kiến thợ ra ngoài mà có một ít cát,

And the nest maintenance workers do that inside the nest,

thả chúng xuống và quay đi.

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

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

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

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

Kiến thợ dọn dẹp xử lí, chất đống những phế thải.

Hôm nay thì chất thải ở đây, nhưng ngày mai

lại ở nơi khác, sau đó lại mang trở về.

Và đó là những gì kiến xử lí rác thải làm.

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

Bốn nhóm này làm việc bên ngoài tổ.

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

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

Chiếm 25% dân số cả bầy, và đó là những con trưởng thành nhất.

So that's what the midden workers do.

Có những con sẽ hoạt động đâu đó quanh kiến chúa.

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

Khi đào tổ lên chúng tôi nhận thấy nó khá sâu

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

và rộng, sâu khoảng 1 mét đối với tổ lâu năm.

So, an ant starts out somewhere near the queen.

Có một đường hầm dài khác và một khoang, thường thì kiến chúa sẽ ở đó,

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

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

chúng tôi mất 8 giờ đồng hồ nỗ lực dùng cuốc đào.

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

Tôi nghĩ khoang to hơn không phải là do sự tác động của tôi hay máy đào

hay nhóm nghiên cứu sinh viên,

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

mà là do khi lũ lụt,

bầy kiến phải di chuyển xuống nơi sâu hơn.

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

Và đây là toàn bộ hệ thống các khoang.

and my crew of students with pickaxes,

Kiến chúa ở đâu đó; và chỉ đẻ trứng.

but instead because when there's flooding,

Có ấu trùng ở đó, chúng ăn hầu hết tất cả mọi thứ.

occasionally the colony has to go down deep.

Và thực chất hầu hết các cá thể kiến --

So there's this whole network of chambers.

mà bạn thấy quanh bạn không ăn nhiều.

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

Chúng kiếm mồi về và cho ấu trùng ăn.

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

Khi kiến kiếm ăn trở về, chúng thả đồ ăn vào khoang trên.

And this is true of most ants --

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

và những con khác từ bên dưới đi lên, lấy thức ăn,

They bring it back and feed it to the larvae.

mang về, bóc vỏ hạt, chất thành đống.

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

Kiến thợ dọn dẹp làm việc mọi nơi trong tổ.

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

Và thật kỳ lạ, thật thú vị là, trong mọi thời điểm như thể

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

một nửa đàn kiến trong tổ không làm gì cả.

There are nest maintenance workers working throughout the nest.

Có vẻ khác những gì trong Kinh thánh nói,

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

về việc “Hãy nhìn những con kiến đi, hỡi kẻ biếng nhác”,

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

nhưng thực tế, bạn có thể coi chúng như quân dự bị.

So, despite what it says in the Bible,

Chính xác hơn là, nếu có động tĩnh gì -- và tôi chưa thấy gì cả,

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

tôi đã theo dõi chúng suốt 20 năm --

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

nếu có gì đó xảy ra, chúng phải ra ngoài khi cần thiết.

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

Nhưng thực tế, chúng chỉ quanh quẩn đâu đó

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

Và đó là một câu hỏi khá thú vị --

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

về sự tổ chức sắp xếp của bầy kiến

trong việc xác định chức năng của các cá thể kiến dự bị.

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

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

what is there about the way the colony is organized

Chúng như những con kiến dự phòng giữa

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

những con kiến làm việc bên trong và ngoài tổ.

Nếu bạn để ý thấy những con kiến làm việc bên ngoài, đang đào tổ,

And they sort of stand as a buffer in between

bạn sẽ không thể thấy chúng sâu trong tổ.

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

Vì những con kiến đã làm việc bên trong tổ từ khi còn nhỏ.

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

Chúng bắt đầu làm việc bên ngoài.

you never see them deep down.

Cuối cùng chúng được phân công tham gia vào lực lượng lao động bên ngoài tổ.

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

Một khi làm việc bên ngoài, chúng sẽ không bao giờ xuống dưới tổ.

They somehow get into this reserve.

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

Phần lớn loài kiến, kể cả loài này, thị lực đều không tốt.

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

Chúng có mắt, chúng phân biệt được ánh sáng và bóng tối,

nhưng chủ yếu hoạt động bằng khứu giác.

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

Để củng cố thêm việc những nhận định mà bạn nghĩ

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

về kiến chúa là không đúng --

but they mostly work by smell.

Ngay cả khi kiến chúa có trí thông minh

So just to reinforce that what you might have thought

khi sản sinh tín hiệu hóa học tới toàn bộ hệ thống các khoang

about ant queens isn't true --

để chỉ thị cho bầy kiến thợ,

you know, even if the queen did have the intelligence

nhưng các tín hiệu đó không thể tới kịp thời để

to send chemical messages through this whole network of chambers

tạo ra sự luân phiên ca làm việc ngoài tổ của kiến thợ mà ta thấy.

to tell the ants outside what to do,

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

Vì vậy đó là minh chứng cho việc kiến chúa không lãnh đạo hành vi của bầy.

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

Khi tôi bắt đầu nghiên cứu về việc phân bổ nhiệm vụ,

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

câu hỏi đầu tiên của tôi là, ” Mối quan hệ

giữa các cá thể kiến với các vai trò khác nhau là gì? ”

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

Liệu khi kiến dọn dẹp làm việc có ảnh hưởng đến kiến kiếm ăn?

my first question was, "What's the relationship

Kiến xử lí chất thải làm việc có ảnh hưởng tới kiến tuần tra?”

between the ants doing different tasks?

Tôi nghiên cứu cộng đồng kiến dưới góc độ của từng cá thể

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?"

bằng cách nào đó từ khi sinh ra đã tận tụy với vai trò của mình

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

và làm việc khá độc lập,

biết rõ vị trí của mình trong bầy.

was somehow dedicated to its task from birth

Và hơn thế tôi muốn làm rõ ”Các nhóm vai trò khác nhau liên kết với nhau thế nào?”

and sort of performed independently of the others,

Vậy nên tôi đã thực hiện các thí nghiệm.

knowing its place on the assembly line.

Ví dụ, tôi đã tạo ra thêm nhiều việc làm cho kiến thợ

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

bằng cách đặt một đống tăm gần lối vào tổ,

So I did experiments where I changed one thing.

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

vào rạng sáng khi kiến thợ bắt đầu hoạt động.

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

Và sau 20 phút nó trông như thế này đây.

Còn đây là sau 40 phút.

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

Và kiến thợ dọn dẹp đã mang hết đống tăm

ra rìa ngoài tổ rồi để ở đó.

This is what it looks like about 20 minutes later.

Và điều tôi muốn biết là,

Here it is about 40 minutes later.

And the nest maintenance workers just take all the toothpicks

“tình huống này lí giải tại sao kiến dọn dẹp được tuyển thêm --

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

liệu điều này có ảnh hưởng gì đến các kiến thợ đang thực hiện nhiệm vụ khác?”

And what I wanted to know was, "OK,

Sau đó chúng tôi lặp lại các thí nghiệm đó với những con kiến đã được đánh dấu.

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

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

Đây là những con kiến dọn dẹp màu xanh.

Gần đây, chúng tôi đã thực hiện một cách phức tạp hơn

Then we repeated all those experiments with the ants marked.

và đây là hệ thống 3 màu sắc.

Và chúng tôi có thể đánh dấu từng con để nhận diện được chúng.

So here's some blue nest maintenance workers.

Lúc đầu chúng tôi đã dùng sơn máy bay

And lately we've gotten more sophisticated

sau đó chúng tôi dùng những chiếc bút vẽ tuyệt vời của Nhật

and we have this three-color system.

và chúng khá hiệu quả.

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

Và cuối cùng tổng kết lại,

thực sự có sự phụ thuộc lẫn nhau giữa những con có vai trò khác nhau.

We started out with model airplane paint

and then we found these wonderful little Japanese markers,

Nếu tôi thay đổi lượng công việc của một nhiệm vụ,

and they work really well.

nó sẽ thay đổi lượng công việc của nhiệm vụ khác.

And so just to summarize the result,

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

Và ví dụ, nếu tôi tạo ra một mớ hỗn độn

thì kiến dọn dẹp sẽ phải xử lí chúng,

So, if I change the numbers performing one task,

khi đó lượng kiến ra ngoài kiếm ăn ít hơn.

it changes the numbers performing another.

Và điều này đúng cho những nhiệm vụ kết hợp linh hoạt theo cặp.

So for example, if I make a mess

Và kết quả thứ hai, sẽ làm rất nhiều người phải ngạc nhiên,

that the nest maintenance workers have to clean up,

then I see fewer ants out foraging.

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

đó là loài kiến có sự chuyển đổi nhiệm vụ.

Một con kiến cả đời nó sẽ không chỉ làm mãi một nhiệm vụ.

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

Ví dụ như, nếu tôi bỏ thêm thức ăn vào, thì những con khác --

was that ants actually switch tasks.

những con kiến xử lí chất thải sẽ ngừng làm việc và đi lấy thức ăn,

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

khi đó chúng có vai trò là kiến kiếm ăn.

Kiến dọn dẹp thành kiến kiếm ăn.

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

Kiến tuần tra cũng vậy.

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

Nhưng không phải sự luân chuyển nào cũng khả thi. Đây là quá trình thực hiện.

they become foragers.

The nest maintenance workers become foragers.

Như tôi đã nói, nếu có thêm nhiều thức ăn, kiến tuần tra, kiến xử lí rác thải,

The patrollers become foragers.

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

kiến dọn dẹp đều sẽ có vai trò kiếm ăn.

Giả sử khảo sát công việc tuần tra --

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

tôi đã tạo ra sự xáo trộn trong đàn, khi đó sẽ cần thêm kiến tuần tra --

the nest maintenance workers will all change to forage.

kiến dọn dẹp sẽ chuyển sang đi tuần.

If there's more patrolling to do --

Trường hợp cần nhiều kiến dọn dẹp hơn --

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

ví dụ, khi tôi đặt thêm một đống tăm --

thì lúc này sẽ không còn con nào chuyển sang dọn dẹp,

the nest maintenance workers will switch to patrol.

But if more nest maintenance work is needed --

chúng phải nhờ những con kiến dọn dẹp ở bên trong tổ ra ngoài.

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

Kiến kiếm ăn có vai trò như một bồn chứa, những con kiến trong tổ chính là nguồn.

then nobody will ever switch back to nest maintenance,

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

Cuối cùng, có vẻ như các cá thể kiến luôn

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

luôn phải nghĩ về việc có hoạt động hay không.

Ví dụ, khi có thêm công việc dọn dẹp tổ,

And finally, it looks like each ant is deciding

kiến kiếm ăn sẽ không chuyển sang dọn dẹp. Tôi biết chúng sẽ không làm việc này.

moment to moment whether to be active or not.

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

Vì lí do nào đó, chúng lựa chọn không ra ngoài.

Và đây là kết quả thú vị nhất: sự phân bổ nhiệm vụ.

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

Quá trình này thay đổi năm tuổi của đàn, và thay đổi như sau.

But the foragers somehow decide not to come out.

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

Khi tôi thực hiện thí nghiệm này với đàn kiến nhiều năm tuổi --

tầm từ 5 năm tuổi đổ lên --

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

chúng thực sự nhất quán với nhau ở bất kì thời điểm nào

When I do these experiments with older colonies --

và cân bằng nội mô hơn Khi gặp khó khăn,

tôi càng gây nhiễu, thì chúng lại càng như thể chưa có gì xảy ra.

so ones that are five years or older --

they're much more consistent from one time to another

Trái lại với những đàn nhỏ, ít tuổi --

đàn 2 năm tuổi với chỉ 2000 con kiến -- lại dễ bị xáo trộn.

and much more homeostatic. The worse things get,

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

Và điều bất ngờ đó chính là việc một con kiến chỉ sống được 1 năm.

Whereas the young, small colonies --

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

Có thể là năm này, hay năm này.

Những con kiến ở đàn nhiều năm tuổi trông có vẻ ôn định hơn

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

không hề già hơn so với những con thuộc đàn ít năm tuổi.

It could be this year, or this year.

Nó không dựa vào kinh nghiệm của những con kiến già khôn ngoan.

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

Mà là cấu tạo tổ chức

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

thay đổi khi cộng đồng kiến lớn dần.

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

Và hiển nhiên là thay đổi về kích thước.

Instead, something about the organization

Từ khi có được kết quả này, tôi đã dành rất nhiều thời gian để tìm ra

must be changing as the colony gets older.

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

những loại quy tắc ra quyết định -- kiểu đơn giản, cục bộ, về khứu giác, hóa học

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

mà một con kiến có thể sử dụng, vì không con nào có khả năng đánh giá tổng thể --

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

và cho ra kết quả mà tôi thấy được

sự linh động trong khả năng dự đoán trước, ai sẽ làm nhiệm vụ gì.

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

Và nó sẽ thay đổi khi cộng đồng kiến lớn dần.

that would have the outcome that I see,

Và tôi phát hiện ra đàn kiến giao tiếp tín hiệu với nhau bằng râu.

these predictable dynamics, in who does what task.

And it would change as the colony gets larger.

Ai từng quan sát kiến đều thấy qua việc chúng chạm râu vào nhau

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

Chúng đánh hơi bằng râu.

Khi kiến chạm râu vào nhau, tức chúng đang đánh hơi.

khi đó nó sẽ biết liệu đối phương có phải bạn cùng tổ hay không

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

They smell with their antennae.

bởi vì kiến làm sạch râu của chúng

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

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

bằng một lớp mỡ, mang mùi đặc trưng của đàn.

because ants cover themselves and each other, through grooming,

Chúng tôi đã tìm hiểu được việc kiến liên lạc bằng cặp râu của mình,

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

tỉ lệ gặp gỡ những con có vai trò khác, quyết định việc chúng cần làm.

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

Vậy tín hiệu ở đây là gì, không phải tín hiệu

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

truyền từ cá thể này sang cá thể khác, mà là truyền theo một khuôn mẫu.

Bản thân mô hình nó đã là tín hiệu.

And so what the message is, is not any message

Tôi sẽ nói rõ hơn về nó.

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

Đầu tiên bạn có thể sẽ thắc mắc:

Làm thế nào một con kiến có thể xưng danh, ví dụ, tôi là kiến thợ kiếm ăn.

The pattern itself is the message.

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

Tôi muốn gặp kiến kiếm ăn khác nhiều hơn.

But first you might be wondering:

Nếu thay vào đó tôi gặp nhiều kiến dọn dẹp hơn,

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

Tôi có khả năng sẽ ít đi kiếm ăn hơn.

I expect to meet another forager every so often.

Vậy nên cần biết sự khác nhau giữa

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

một con kiến kiếm ăn và một con kiến dọn dẹp.

Và tôi đã thấy được rằng, ở loài này --

I'm less likely to forage.

và có thể ở những loài khác nữa --

So it has to know the difference between

a forager and a nest maintenance worker.

hỗn hợp hydrocarbon, lớp mỡ bên ngoài của loài kiến,

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

khác nhau khi thực hiện vai trò khác nhau.

and I suspect in others as well --

Chúng tôi đã thực hiện các thí nghiệm cho thấy rằng

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

những con càng ra ngoài tổ làm việc nhiều,

lượng hydrocarbon trên lớp vỏ của chúng càng thay đổi,

is different as ants perform different tasks.

And we've done experiments that show that

chúng sẽ mang mùi khác nhau, khi thực hiện các vai trò khác nhau.

that's because the longer an ant stays outside,

Chúng có thể sử dụng mùi đặc trưng cho nhiệm vụ đó ở lớp hydrocarbon --

the more these simple hydrocarbons on its surface change,

trong những cuộc chạm râu ngắn ngủi để bằng cách nào đó

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

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

nắm được tỉ lệ gặp những con kiến có nhiệm vụ cụ thể khác.

they can use that in their brief antennal contacts to somehow

Chúng tôi đã chứng minh điều này

bằng cách đưa chiết xuất hydrocacbon vào các hạt thủy tinh nhỏ,

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

và thả nhẹ nhàng các hạt vào trước cửa tổ với tỷ lệ thích hợp.

And we've just recently demonstrated this

by putting extract of hydrocarbons on little glass beads,

Và kết quả là chúng sẽ phản ứng lại với tần suất tương ứng

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

với một hạt kính thủy tinh có chiết xuất hydrocacbon,

như khi chúng tương tác với những con kiến thật.

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

with a glass bead with hydrocarbon extract on it,

Tôi muốn các bạn xem một đoạn phim --

as they would to contact with real ants.

mở đầu là hình ảnh lối vào tổ kiến.

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

Những con kiến đang ra vào tổ.

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

Chúng ra ngoài làm những nhiệm vụ khác nhau, tỉ lệ mà chúng gặp nhau

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

khi ra vào tổ sẽ quyết định, hoặc ảnh hưởng,

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

tới quyết định của từng cá thể về việc có ra ngoài hay không, và cần làm những gì.

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

Đây là sâu bên trong tổ. Được quan sát bởi kính hiển vi quang học.

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

Ban đầu bạn sẽ thấy những con kiến

bị thu hút bởi chiếc kính hiển vi quang học.

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

Những con kiến ở đó,

In the beginning you see the ants

và từng con một sẽ đều đi qua một “dòng chảy” --

just kind of engaging with the fiber optics microscope.

But the idea is that the ants are in there,

tương tác với những con khác.

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

Và kiểu tương tác này quyết định việc

kiến có ra ngoài hay không, và khi ra sẽ là nhiệm vụ gì.

a stream of contacts with other ants.

And the pattern of these interactions determines

Bạn cũng có thể sẽ thấy những con chỉ ở ngoài tổ như thế này.

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

Từng con một, sau đó, quay trở về, tương tác với những con khác.

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

Còn những con đang đợi sẵn trong tổ

lựa chọn việc có ra ngoài tiếp tục hành trình hay không,

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

sẽ tương tác với những con từ ngoài vào.

And the ants that are waiting just inside the nest entrance

Điều thú vị của hệ thống này là việc nó khá lộn xộn.

to decide whether to go out on their next trip,

Nó dễ biến động. Còn ồn ào. Cụ thế thể là do hai điều.

are contacting the ants coming in.

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

Thứ nhất là những điều mà từng con sẽ gặp phải không thể lường trước được.

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

Vì tỉ lệ số kiến trở về phụ thuộc vào

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

tất cả các sự kiện xảy ra với một con kiến khi ra ngoài làm nhiệm vụ.

Because the rate at which ants come back depends on

Điều thứ hai là khả năng đánh giá cấu trúc này của một cá thể kiến

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

còn nhiều thiếu sót vì không con nào có thể thực hiện các phép tính tinh vi.

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

Vì vậy, chúng tôi tiến hành mô phỏng, thử nghiệm,

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

để tìm ra cách kết hợp hai kiểu ồn ào này,

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

trong tổng thể, tạo ra hành vi đã dự đoán trước của đàn kiến.

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

Một lần nữa, ý của tôi không phải là kiểu tương tác lộn xộn này

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

tạo ra một dây chuyền làm việc chính xác hiệu quả và đều đặn.

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

Thực tế, nếu bạn quan sát đàn kiến, bạn sẽ muốn giúp chúng

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

vì chúng có vẻ như chẳng bao giờ làm gì cả

nó không như những gì bạn nghĩ về việc chúng nên làm gì đó.

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

Và không hẳn là khi sự tương tác lộn xộn này biến mất, sự hoàn hảo sẽ nảy sinh.

because they never seem to be doing anything

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

Nhưng công việc sẽ khá hiệu quả.

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

Loài kiến đã có từ vài trăm triệu năm trước.

Có mặt mọi nơi trên trái đất, trừ Nam cực.

But it works pretty well.

Những việc mà chúng đang làm thực sự thành công

Ants have been around for several hundred million years.

khiến một mô hình hỗn loạn như thế, về tổng thể,

They cover the earth, except for Antarctica.

tạo ra các yếu tố cho phép chúng sản sinh thêm nhiều cá thể hơn.

Something that they're doing is clearly successful enough

Một trong những vấn đề mà chúng tôi đang nghiên cứu là cách chọn lọc tự nhiên

that this pattern of haphazard contacts, in the aggregate,

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

đang hoạt động như thế nào để định hình việc sử dụng các mô hình tương tác này --

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

cũng như mạng lưới các mô hình tương tác này --

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

để tăng hiệu suất kiếm ăn của bày kiến.

Và một điều tôi muốn các bạn lưu ý

this network of interaction patterns --

to perhaps increase the foraging efficiency of ant colonies.

là những mô hình tương tác này

có liên quan chặt chẽ tới kích thước của bầy.

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

is that these patterns of interactions

Hiểu đơn giản là khi một con kiến trong một đàn nhỏ tuổi --

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

và một con ở đàn nhiều năm tuổi có quyền tương đương nhau,

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

như “Cứ sau ba giây tôi muốn gặp một kiến kiếm ăn khác”

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

Nhưng ở bầy nhỏ tuổi, khả năng gặp được sẽ thấp hơn,

vì có ít kiến kiếm ăn hơn.

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

Vậy nguyên tắc chung là, khi bầy kiến phát triển và lớn dần mở rộng kích thước,

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

just because there are fewer other foragers there to meet.

sẽ sản sinh ra các hành vi khác nhau theo độ tuổi của đàn.

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

Cảm ơn.

( Vỗ tay )

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

Thank you.

(Applause)