Teoria stada

Okazuje się jednak, że się myliłem. Mrówki nie są małymi inteligentnymi konstruktorami, architektami, nawet wojownikami – przynajmniej nie w pojedynkę. Gdy przychodzi chwila, że trzeba podjąć decyzję, większość mrówek nie ma pojęcia, co robić dalej. – Gdy się obserwuje pojedynczą mrówkę, jest się pod wrażeniem jej bezgranicznej nieudolności – mówi Deborah M. Gordon, biolog z Uniwersytetu Stanforda. Jak w takim razie wyjaśnić sukces w kolonizacji naszej planety odniesiony przez blisko 12 tys. gatunków mrówek? W ciągu 140 mln lat musiały się czegoś nauczyć. – Mrówki nie są inteligentne. To kolonia mrówek jest inteligentna – zapewnia badaczka. Mrowisko jest w stanie rozwiązywać problemy będące absolutnie poza zasięgiem indywidualnego osobnika, takie jak znalezienie najkrótszej drogi do źródła pokarmu, rozdzielenie różnych zadań między robotnice czy obrona terytorium przed sąsiadami. Jako pojedyncze osobniki mrówki to małe tępaki, jako kolonia – reagują szybko i skutecznie na wyzwania, jakie stawia im środowisko. Dokonują tego dzięki czemuś, co można by nazwać „inteligencją stadną”.

Skąd się ona bierze? W jaki sposób proste działania osobników składają się na skomplikowane zachowanie grupy? Jak setki pszczół podejmują zasadnicze decyzje dotyczące wyboru miejsca na barć, skoro wiele z nich proponuje inne opcje? Jak to się dzieje, że śledzie płynące ławicą tak precyzyjnie koordynują ruchy, iż zmie-nia ona kierunek w mgnieniu oka niczym poje-dynczy, mieniący się srebrem organizm? Kolek- tywne umiejętności zwierząt – z których żadne nie ogarnia sytuacji, ale każde wnosi wkład w sukces grupy – wydają się nadprzyrodzone nawet biologom. Niemniej jednak w ostatnich dziesięcioleciach dokonali oni intrygujących odkryć. I tak na przykład okazało się, że jedną z zasadniczych cech kolonii mrówek jest to, że nikt nimi nie rządzi. Żołnierze nie mają generała. Robotnice nie mają brygadzisty. Jedyna rola królowej polega na składaniu jaj. Mrowisko funkcjonuje sprawnie bez żadnego kierownictwa, nawet jeśli liczy pół miliona robotnic. Opiera się na niezliczonych interakcjach między poszczególnymi mrówkami, z których każda funkcjonuje według bardzo prostych reguł. Takie układy naukowcy nazywają samoorganizującymi się.

Zastanówmy się nad zagadnieniem rozdziału zadań. Deborah Gordon prowadzi na pustyni w Arizonie badania nad mrówkami żniwiarkami (Pogonomyrmex barbatus). Kolonia tych mró-wek codziennie rano wie, ile robotnic wysłać w teren po prowiant. Ta liczba jest zmienna, zależna od warunków. Zaopatrzeniowcy odkryli ostatnio zagłębie smacznych nasion? Trzeba będzie więcej robotnic, by przetransportować tę obfitość do mrowiska. Nocna burza uszkodziła mrowisko? Trzeba będzie zatrzymać więcej ro-botnic, by zajęły się usuwaniem powstałych szkód. Robotnica może być jednego dnia pracownikiem remontowym, a drugiego śmieciarzem. W jaki sposób kolonia to reguluje, skoro nikt nią nie rządzi? Deborah Gordon ma hipotezę.Mrówki porozumiewają się za pomocą dotyku i sygnałów zapachowych. Gdy jedna mrówka spotyka drugą, obwąchuje ją czułkami, chcąc się dowiedzieć, czy należą do tej samej kolonii i gdzie spotkana mrówka ostatnio pracowała (mrówki, które wychodzą poza mrowisko, wydzielają inną woń niż te, które pracują wewnątrz). Robotnice-zaopatrzeniowcy codziennie rano, zanim wyruszą z mrowiska, czekają, aż wrócą z porannego patrolu robotnice-zwiadowczynie. Gdy zwiadowczynie wchodzą do mrowiska, stykają się przelotnie czułkami z zaopatrzeniowcami. – Dla zaopatrzeniowca kontakt ze zwiadowczynią jest bodźcem do wyjścia z mrowiska. Ale tych zetknięć musi się nazbierać kilkanaście w odstępach mniejszych niż 10 sekund, dopiero potem zaopatrzeniowiec wyrusza – tłumaczy Gordon. Chcąc sprawdzić, jak to działa, Gordon ze swoim współpracownikiem, Michaelem Greene’em z Uniwersytetu Kolorado w Denver, przechwytywali robotnice-zwiadowczynie po wyjściu z mrowiska. Po odczekaniu pół godziny udawali powrót zwiadowców przez podrzucanie przy wejściu do mrowiska szklanych paciorków. Paciorki były pokryte bądź zapachem zwiadowczyń, bądź zapachem robotnic z brygady remontowej mrowiska lub też były bez zapachu. Tylko koraliki z zapachem zwiadowczyń skłaniały robotnice-zaopatrzeniowców do wyruszenia z mrowiska. Wniosek: zaopatrzeniowcy na podstawie częstości zetknięć ze zwiadowczyniami ustalają, czy można bezpiecznie wyjść. Jeśli napotykają zwiadowczynie z dużą częstotliwością, to znaczy, że pora wyruszyć po prowiant. Jeśli nie, lepiej poczekać. Może jest duży wiatr? A może nieopodal zaczaiła się jaszczurka?

Zaopatrzeniowiec nie wraca, póki czegoś nie znajdzie. Im mniej jest pokarmu na zewnątrz, tym dłużej go trzeba szukać i tym później robotnica wraca. Im więcej jest dostępnego pokarmu, tym szybciej docierają zaopatrzeniowcy. Nikt więc nie decyduje, czy to dobry dzień na znoszenie pokarmu. To znaczy decyduje kolektyw, a nie żadna konkretna mrówka – wyjaśnia Gordon. Na tym polega inteligencja stadna: proste istoty przestrzegają prostych zasad, a każda działa, opierając się na informacjach z najbliższego otoczenia. Żadna z nich nie ogarnia sytuacji ogólnej. Żadna mrówka niczego innej nie każe. Niektóre gatunki są bardziej wyrafinowane. Na przykład Temnothorax albipennis potrafią ocenić jakość miejsca na założenie mrowiska za pomocą kilku kryteriów. Tak czy owak, nie potrzeba żadnego przywództwa, co podkreśla Iain Couzin, związany z uniwersytetami w Princeton i Oksfordzie: – Nawet skomplikowane zachowania mogą być koordynowane za pomocą prostych zależności.