Titokzatos neurális hálózatokhoz hasonlítanak a hangyakolóniák

Szupererősek ezek a rágók

Néhány hangyafaj csoportjai olyan döntéshozatali hálózatokat hoznak létre, amelyek nagyon hasonlóak az agy neuronjai által létrehozott hálózatokhoz. A Rockefeller Egyetem tudósainak új kutatása szerint a hangyakolóniák kollektíven hoznak döntéseket, amelyek kimenetele mind a döntést igénylő stresszfaktor nagyságától, mind a hangyacsoport méretétől függ.

A Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban publikált eredmények azt sugallják, hogy a hangyák a környezetükre vonatkozó érzékszervi információkat a kolóniájuk paramétereivel kombinálják, hogy egyfajta csoportválaszt kapjanak. A szakemberek szerint az a legérdekesebb az egészben, hogy ez a folyamat ahhoz hasonló, ahogy a neurális hálózatok hoznak döntéseket.

Egy olyan megközelítést dolgoztunk ki, amellyel a hangyakolóniát kognitív-szerű rendszerként értelmezzük, amely észleli a „bemeneteket", majd viselkedési „kimenetekké" alakítja azokat –

mondta Daniel Kronauer, a Rockefeller Társadalmi Evolúció és Viselkedés Laboratóriumának vezetője, a tanulmány vezető szerzője a ZME Science online tudományos portálnak. – Ez az egyik első lépés az felé, hogy valóban megértsük, a rovartársadalmak hogyan vesznek részt a kollektív számításokban.

A hangyakolóniák kollektíven hoznak döntéseket, amelyek kimenetele mind a döntést igénylő stresszfaktor nagyságától, mind a hangyacsoport méretétől Forrás: Pixabay

A csapat kifejtette, hogy általánosságban véve az a döntéshozatal lényege, hogy a számítások sorozatát úgy kell kezelni, hogy maximalizálják a hasznot és minimalizálják a költségeket. Az érzékszervi válaszküszöb esetében például – ez az élő szervezeteknél gyakori döntéshozatali mód – az állatnak egy bizonyos szenzoros bemenetet, például fájdalmat kell éreznie egy bizonyos szinten túl, hogy „költséges" viselkedésbe kezdjen, például elmeneküljön.

Ha a bemenet nem elég erős, a válasz nem „éri meg".

A szerzők azt vizsgálták, hogy ez a fajta információfeldolgozás hogyan valósulhat meg kollektív szinten, és vajon a csoportdinamika hogyan befolyásolja a meghozott döntést. A kutatók kifejlesztettek ehhez egy olyan rendszert, amelyben erősen szabályozott hőmérséklet-változásokat tudtak bevezetni egy hangyakolóniába, ahol a viselkedési reakciókat úgy követték nyomon, hogy minden rovart színes pöttyökkel jelöltek, majd videón követték mozgásukat.

Ahogyan az várható volt, egy 36 munkásból és 18 lárvából álló kolónia azonnal kiürítette fészkét, amikor a hőmérséklet 34 Celsius-fokra emelkedett, ami kellemetlenül meleg a rovarok számára.

Különös módszerrel tudták tanulmányozni a hangyák döntéshozatali folyamatát Forrás: The researchers

Meglepő volt azonban, hogy a kolónia mérete a költözési döntésre is hatással van: egy több mint 200 egyedből álló kolónia esetében a mozgáshoz szükséges hőmérséklet meghaladta a 36 fokot. A tudósok szerint úgy tűnik, a küszöb tehát nincs rögzítve.

Felvetődik a kérdés: ha a hangyák nincsenek tisztában a kolónia teljes méretével, az hogyan befolyásolhatja a döntésüket?

A szerzők úgy vélik, hogy a magyarázat a feromonok, a hangyák által a kommunikációhoz használt vegyszerek módjához kapcsolódik, és akkor „kapcsol be", ha több hangya van jelen. Egy matematikai kerethez hasonlítják ennek hatékonyságát.

A szakemberek szerint az is lehetséges, hogy minél nagyobbra nő egy kolónia, annál nehezebben mozog. Ezért magasabb hőmérsékletre – nagyobb kényelmetlenségre – lesz szükség ahhoz, hogy „meggyőzze" őket arról, hogy az áthelyezéshez szükséges erőfeszítés „megéri".