Подобно на мозъка, колония за мравки работи без централен контрол. Всеки от тях е набор от взаимодействащи индивиди, или неврони, или мравки, използвайки прости химически взаимодействия, които в съвкупността генерират поведението им. Хората използват мозъка си, за да си спомнят. Могат ли колониите на мравки да направят това? Този въпрос води до друг въпрос: какво е паметта? За хората паметта е способността да си припомнят нещо, което се е случило в миналото. Ние също така молим компютрите да възпроизведат минали действия - смесването на идеята за компютъра като мозък и мозък като компютър ни накара да вземем „памет“ да означава нещо като информация, съхранявана на твърд диск. Знаем, че паметта ни разчита на промените в това колко набор от свързани неврони се стимулират взаимно; че тя е подсилена по някакъв начин по време на сън; и че скорошната и дългосрочна памет включва различни вериги на свързани неврони. Но има още много неща, които все още не знаем как се събират тези невронни събития, дали има съхранени представи, които използваме, за да говорим за нещо, което се е случило в миналото, или как можем да продължим да изпълняваме предварително научена задача, като четене или каране на колело.
Всяко живо същество може да прояви най-простата форма на памет, промяна поради минали събития. Погледнете дърво, което е загубило клон. Той си спомня как расте около раната, оставяйки следи в модела на кората и формата на дървото. Може да успеете да опишете последния път, когато сте имали грип, или не можете. Така или иначе, в някакъв смисъл тялото ви „помни“, защото някои от вашите клетки сега имат различни антитела, молекулярни рецептори, които се вписват в този конкретен вирус.
Миналите събития могат да променят поведението както на отделни колонии мравки, така и на мравки. Отделни дърводелски мравки предлагаха лакомство със захар, помнещо местоположението му за няколко минути; те вероятно ще се върнат там, където е била храната. Друг вид, мравката на пустинята Сахара, меандрира около безплодната пустиня, търсейки храна. Изглежда, че една мравка от този вид може да си спомни колко е ходила или колко стъпки е предприела, от последния път, когато е била в гнездото.
Колония от червени дървесни мравки помни своята следа система, водеща към едни и същи дървета, година след година, въпреки че никоя мравка не прави. В горите на Европа те се хранят във високи дървета, за да се хранят с екскрементите на листни въшки, които от своя страна се хранят с дървото. Гнездата им представляват огромни могили от борови игли, разположени на едно и също място от десетилетия, заети от много поколения колонии. Всяка мравка има тенденция да води една и съща следа ден след ден до едно и също дърво. През дългата зима мравките се сгушват заедно под снега. Финландският мирмеколог Райнер Роунгрен показа, че когато мравки се появят през пролетта, по-възрастна мравка излиза с млада по обичайната следа на по-старата мравка. По-възрастната мравка умира, а по-младата мравка приема тази пътека като своя собствена, като по този начин води колонията да запомни или възпроизведе следите от предходната година.
Набирането на мравки в колония за комбайн изисква някаква индивидуална памет за мравки. Мравките търсят разпръснати семена и не използват феромонови сигнали; ако мравка намери семе, няма смисъл да набира други, защото няма вероятност да има други семена наблизо. Фуражниците пътуват по пътека, която може да се простира до 20 метра от гнездото. Всяка мравка оставя следата и тръгва сама да търси храна. Той търси, докато не намери семе, след което се връща към пътеката, може би използвайки ъгъла на слънчевата светлина като водач, за да се върне към гнездото, следвайки потока от изходящи фуражи. След като се върне в гнездото, фуражник зарязва семената си и се стимулира да напусне гнездото със скоростта, с която среща други фуражи, които се връщат с храна. При следващото си пътуване той оставя следата на приблизително същото място, за да търси отново.
Срещи с мравки: мрежи за взаимодействие и поведение на колониите (грундове в сложни системи)
Как колониите на мравки правят нещо, когато никой не отговаря? Колония от мравки работи без централна контрола или йерархия и никой мравка не насочва друг. Вместо това мравките решават какво да правят въз основа на скоростта, ритъма и модела на отделните срещи и взаимодействия - което води до динамична мрежа, която координира функциите на колонията. Ant Encounters предоставя разкриващ и достъпен поглед към мраво поведението от тази сложна системна перспектива.
КупуваВсяка сутрин формата на фуражната зона на колонията се променя, като амеба, която се разширява и свива. Никой отделен мравка не помни текущото място на колонията в този модел. При първото пътуване на всеки фураж, той обикновено излиза извън останалите мравки, пътуващи в същата посока. Резултатът е в действителност вълна, която достига още с напредването на деня. Постепенно вълната отстъпва, тъй като мравките, които правят кратки пътувания до места в близост до гнездото, изглежда са последните, които се отказват.
От ден на ден поведението на колонията се променя и това, което се случва в един ден, се отразява на следващия. Проведох поредица от експерименти на смущения. Пуснах клечки за зъби, че работниците трябваше да се отдалечат, или блокираха пътеките, така че фуражите трябваше да работят по-усилено, или създадоха смущение, което патрулите се опитаха да отблъснат. Всеки експеримент засяга пряко само една група работници, но активността на други групи работници се променя, тъй като работниците с една задача решават дали да бъдат активни в зависимост от скоростта на кратки срещи с работници на други задачи. След само няколко дни, повтарящи експеримента, колониите продължиха да се държат, както го правеха, докато бяха обезпокоени, дори след като смущения спряха. Мравките бяха сменили задачи и позиции в гнездото и така моделите на среща отнеха известно време, за да се върнат в ненарушено състояние. Никой отделен мравка не си спомни нищо, но в някакъв смисъл колонията го направи.
Колониите живеят 20-30 години, животът на единичната кралица, която произвежда всички мравки, но отделните мравки живеят най-много една година. В отговор на смущения поведението на по-старите, по-големи колонии е по-стабилно от това на по-младите. Освен това е и по-хомеостатичен: колкото по-голям е размерът на безпокойството, толкова по-вероятно е по-старите колонии да се съсредоточат върху набирането на храни, отколкото да реагират на създадените от мен главоболия; докато, колкото по-лошо става, толкова по-младите колонии реагират. Накратко, по-старите, по-големи колонии израстват, за да действат по-разумно от по-малките по-малки, въпреки че по-старата колония няма по-стари, по-мъдри мравки.
Мравките използват скоростта, с която се срещат и миришат на други мравки, или химикалите, отложени от други мравки, за да решат какво да правят по-нататък. Неврон използва скоростта, с която се стимулира от други неврони, за да реши дали да стреля. И в двата случая паметта възниква от промени в начина, по който мравките или невроните се свързват и стимулират взаимно. Вероятно е поведението на колонията да узрява, тъй като размерът на колонията променя скоростта на взаимодействие между мравките. В по-стара, по-голяма колония всяка мравка трябва да срещне повече мравки, отколкото в по-млада, по-малка и резултатът е по-стабилна динамика. Може би колониите помнят минало смущение, защото то измести местоположението на мравки, което доведе до нови модели на взаимодействие, което може дори да засили новото поведение за една нощ, докато колонията е неактивна, точно както собствените ни спомени се консолидират по време на сън. Промените в поведението на колонията, дължащи се на минали събития, не са простото количество мравки спомени, както и промените в това, което помним, и това, което казваме или правим, не са обикновен набор от трансформации, неврон от неврон. Вместо това вашите спомени са като колония на мравки: никой конкретен неврон не помни нищо, въпреки че мозъкът ви го прави. 
Тази статия първоначално е публикувана в Aeon и е преиздадена под Creative Commons.
Дебора М. Гордън е професор по биология в Станфордския университет в Калифорния. Писала е за своите изследвания за публикации като Scientific American и Wired . Последната й книга е Ant Encounters: Interaction Networks and Colony Behavior (2010).
