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集体智慧::蚂蚁和大脑的神经元
斯坦福 - 一个单独的蚂蚁不是很亮,但蚂蚁殖民地,作为一个集体,做平常的事情。
在人类大脑中的单个神经元可以响应只连接到它的神经元都做什么,但他们都可以康德。
相似之处是为什么德博拉·戈登,StanfordUniversity助理教授,生物科学,研究蚂蚁。
“我感兴趣的是什么样的系统,简单的单位一起做行为以复杂的方式,”她说。
没有人发号施令的蚁群,但,每只蚂蚁决定下一步该怎么做。
比如,蚂蚁可能有一些工作描述。当殖民地发现一个新的食物来源,一只蚂蚁做看家税可能会突然成为一个觅食。或者,如果殖民地的领土大小膨胀或收缩,巡逻者蚂蚁形状改变他们的侦察模式,以符合新的现实。既然没有人负责一个蚁群 - 包括名不副实的“女王”,这是一个简单的饲养员 - 每只蚂蚁如何决定该怎么做呢?
戈登说,这种无向行为是不是的蚂蚁。鸟儿飞在羊群怎么知道什么时候才能作出集体右转?所有凤尾鱼和其他鱼群似乎打开步调一致,还没有一条鱼处于领先地位。
戈登的研究收获蚁在美国亚利桑那州,无论是在现场,并在她的实验室,所谓的阿根廷蚂蚁是无处不在加利福尼亚州沿海。
阿根廷蚂蚁来到路易斯安那州在1908年的糖装运。他们被赶出了海湾国家的火蚁入侵美国加州,在那里他们流离失所大部分的原生种蚂蚁。戈登学习的事情之一是如何,他们这样做。从来没有人见过一只蚂蚁战争涉及阿根廷的物种和本地物种,所以目前尚不清楚他们是否正在悄然侵略性或只是想方设法接管粮食资源和领土。
阿根廷蚂蚁在她的实验室也正在研究,以帮助她了解他们是如何改变人们的行为他们正在探索的空间的大小不同。
“蚂蚁是善于寻找新的居住地和善于寻找食物,”戈登说。“我们有兴趣找出他们是如何做到的。”
她的蚂蚁被限制的有机玻璃墙,沿着板,让里面的蚂蚁的顶部和一个讨厌的胶样物质。她移动的墙壁和缩小改变蚂蚁的运动舞台上和录像带。一台计算机跟踪每只蚂蚁从它的形象在磁带上,并读取它的位置,所以她有一个蚂蚁的活动图。
蚂蚁的动作确认一个集体的存在。
“殖民地是类似于大脑,那里有大量的神经元,其中每一个只能做很简单的东西,但能想到一起全脑的神经元可以认为蚂蚁,但大脑能想到蚂蚁,虽然没有告诉记者,神经元在大脑中认为蚂蚁。“
例如,蚂蚁侦察食物一个精确的图案。当这种模式不再适合的情况下,如当戈登移动的墙壁,会发生什么事?
“蚂蚁沟通的化学物质,”她说。“这是他们大多是如何看待世界,他们不看得很清楚,他们用自己的触角气味,闻到的东西,他们必须得到非常接近。
“的方式是有蚂蚁蚂蚁寻找一切 - 作为一个单独的,试图做到这一点,如果你认为殖民地 - 无处不在所有的时间,因为如果它不发生接近蚂蚁,他们'再没有去了解它,当然,有没有足够的蚂蚁殖民地,要做到这一点,所以不知何故蚂蚁有走动的模式,使他们能够有效地覆盖空间。“
请记住,没有人负责的殖民地,有没有中央计划,蚂蚁怎么调整自己的侦察,如果其领土上扩大或缩小吗?
“蚂蚁告诉他们,'OK,伙计们,如果赛场上是20个,由20个......” 不知怎的,有一些规则,蚂蚁个体决定改变其路径的形状,因此它们涉及的领域有效使用,我认为,规则是他们碰到对方的速度。“
他们更加拥挤,更多的时候,会碰到另一只蚂蚁每只蚂蚁。如果其领土面积扩大,接触的频率降低。也许,戈登认为,每一只蚂蚁的阈值正常,并调整其路径形状取决于如何经常遭遇数超过或低于该阈值。
如果境内收缩,增加接触的数量和蚂蚁改变搜索模式。如果扩大,接触减少,并以不同的方式,它改变了格局。
在亚利桑那州的收获蚁,戈登的研究,除了巡逻的任务。每只蚂蚁都有工作。
“我的任务划分为四个:觅食,筑巢维护,的粪堆堆放垃圾,包括种子的外皮和巡逻 - 巡逻是那些先来看看食物在早上和觅食的地方去巡逻,寻找食物。 。
“殖民地有大约8个不同的觅食路径。每天使用他们几个。巡逻去了次的小径上和他们吸引对方当他们找到食物时,一个小时的巡逻年底,大多数巡逻是只是一个几个小径......所有征粮需要做的是去那里有最巡逻的。“
每只蚂蚁都有其规定的任务,但蚂蚁可以切换任务,如果集体的需要。看家税上的蚂蚁将决定草料。没有人告诉它这样做,戈登和其他昆虫学家不知道怎么发生这种情况。
“没有蚂蚁能知道多少食物大家都在收集,需要多少觅食,”她说。“一只蚂蚁的规则很简单,告诉它,'OK,切换,并开始觅食。但蚂蚁无法评估全球的殖民地需要多少食物。
“我已经做了扰动实验,我根据他们正在做什么任务在某标志着蚂蚁蚂蚁觅食,绿色,蓝色等那些被清洗巢,然后我创建环境中的一些新的情况,例如,我创建了一个烂摊子巢维修工人要清理,不然我会拿出多余的食物,吸引更多的觅食。
“事实证明,做了一定的工作开关被标记的蚂蚁做了不同的任务,当条件改变时。”
蚂蚁约有8000种,只有约10%,迄今已研究。
“这很难一概而论任何关于蚂蚁的行为,”戈登说。“我们所知道的关于蚂蚁的大部分是真实的相比,物种的数量有一个非常,非常小的物种数量。”