Uma colônia de formigas tem memórias que seus membros individuais não têm

Como um cérebro, uma colônia de formigas opera sem controle central. Cada um é um conjunto de indivíduos interagindo, seja neurônios ou formigas, usando interações químicas simples que, no agregado, geram seu comportamento. As pessoas usam seus cérebros para lembrar. As colônias de formigas podem fazer isso? Esta questão leva a outra pergunta: o que é memória? Para as pessoas, a memória é a capacidade de recordar algo que aconteceu no passado. Pedimos também aos computadores que reproduzam ações passadas - a combinação da ideia do computador como cérebro e cérebro como o computador nos levou a levar a "memória" a algo como a informação armazenada em um disco rígido. Sabemos que nossa memória depende de mudanças no quanto um conjunto de neurônios ligados estimula um ao outro; que é reforçado de alguma forma durante o sono; e que a memória recente e de longo prazo envolvem diferentes circuitos de neurônios conectados. Mas ainda há muito que ainda não sabemos sobre como esses eventos neurais se juntam, se há representações armazenadas que usamos para falar sobre algo que aconteceu no passado ou como podemos continuar realizando uma tarefa previamente aprendida, como ler ou ler. andando de bicicleta. 

Qualquer ser vivo pode exibir a forma mais simples de memória, uma mudança devido a eventos passados. Olhe para uma árvore que perdeu um galho. Ele se lembra de como ele cresce ao redor da ferida, deixando traços no padrão da casca e na forma da árvore. Você pode descrever a última vez que teve gripe ou não. De qualquer maneira, em certo sentido, seu corpo "lembra", porque algumas de suas células agora têm anticorpos diferentes, receptores moleculares, que se encaixam nesse vírus específico.

Eventos passados ​​podem alterar o comportamento de formigas individuais e colônias de formigas. Formigas de carpinteiro individuais ofereciam um doce de açúcar, lembrando-se de sua localização por alguns minutos; eles provavelmente retornariam para onde a comida estava. Outra espécie, a formiga do Deserto do Saara, serpenteia pelo deserto árido em busca de comida. Parece que uma formiga dessa espécie pode se lembrar de quão longe andou, ou quantos passos foram necessários, desde a última vez que esteve no ninho.

Uma colônia de formigas de madeira vermelha lembra seu sistema de trilhas levando às mesmas árvores, ano após ano, embora nenhuma formiga única o faça. Nas florestas da Europa, eles se alimentam em árvores altas para se alimentarem das excreções de pulgões que, por sua vez, se alimentam da árvore. Seus ninhos são enormes montes de agulhas de pinheiro, situadas no mesmo lugar há décadas, ocupadas por muitas gerações de colônias. Cada formiga tende a levar a mesma trilha dia após dia até a mesma árvore. Durante o longo inverno, as formigas se amontoam sob a neve. O finlandês mirmologista Rainer Rosengren mostrou que quando as formigas emergem na primavera, uma formiga mais velha sai com uma jovem ao longo da trilha habitual da formiga mais velha. A formiga mais velha morre e a formiga mais nova adota essa trilha como sua, levando a colônia a lembrar, ou reproduzir, as trilhas do ano anterior.

Forrageamento em uma colônia de formigas colhedoras requer alguma memória individual de formigas. As formigas procuram por sementes espalhadas e não usam sinais de feromônio; Se uma formiga encontra uma semente, não há razão para recrutar outras, porque provavelmente não haverá outras sementes por perto. As forrageiras percorrem uma trilha que pode se estender até 20 metros do ninho. Cada formiga sai da trilha e sai sozinha para procurar comida. Ele procura até encontrar uma semente, depois volta para a trilha, talvez usando o ângulo da luz do sol como guia, para retornar ao ninho, seguindo o fluxo de forrageadores que saem. Uma vez de volta ao ninho, um forrageiro deixa cair sua semente e é estimulado a deixar o ninho pela taxa em que encontra outras forrageadoras que retornam com comida. Em sua próxima viagem, ele deixa a trilha mais ou menos no mesmo lugar para pesquisar novamente.

Toda manhã, a forma da área de coleta da colônia muda, como uma ameba que se expande e se contrai. Nenhuma formiga individual se lembra do lugar atual da colônia nesse padrão. Na primeira viagem de cada forrageiro, ele tende a ir além do resto das outras formigas viajando na mesma direção. O resultado é, com efeito, uma onda que vai mais longe à medida que o dia avança. Gradualmente a onda recua, como as formigas que fazem viagens curtas para locais próximos ao ninho parecem ser as últimas a desistir.

De dia para dia, o comportamento da colônia muda, e o que acontece em um dia afeta o próximo. Eu conduzi uma série de experimentos de perturbação. Eu coloquei palitos de dente que os trabalhadores tiveram que se afastar, ou bloqueei as trilhas para que os forrageadores tivessem que trabalhar mais ou criasse um distúrbio que as patrulheiras tentassem repelir. Cada experimento afetou apenas um grupo de trabalhadores diretamente, mas a atividade de outros grupos de trabalhadores mudou, porque os trabalhadores de uma tarefa decidem se são ativos dependendo de sua taxa de breves encontros com os trabalhadores de outras tarefas. Depois de apenas alguns dias repetindo o experimento, as colônias continuaram a se comportar da mesma forma que quando foram perturbadas, mesmo depois que as perturbações pararam. As formigas tinham trocado de tarefas e posições no ninho, e assim os padrões de encontro levaram um tempo para voltar ao estado não perturbado. Nenhuma formiga individual lembrava de nada, mas, em certo sentido, a colônia lembrava.

As colônias vivem por 20-30 anos, a vida da rainha solteira que produz todas as formigas, mas as formigas individuais vivem no máximo um ano. Em resposta a perturbações, o comportamento de colônias maiores e mais antigas é mais estável que o de colônias mais jovens. É também mais homeostático: quanto maior a magnitude do distúrbio, mais provável é que as colônias mais antigas se concentrem em procurar alimentos do que em responder às dificuldades que eu criei ; enquanto, quanto pior, mais as colônias mais jovens reagiam. Em suma, as colônias maiores e mais velhas crescem para agir com mais sabedoria do que as menores, embora a antiga não tenha formigas mais velhas e sábias.

As formigas usam a taxa com que se encontram e cheiram outras formigas, ou os produtos químicos depositados por outras formigas, para decidir o que fazer a seguir. Um neurônio usa a taxa na qual é estimulado por outros neurônios para decidir se deve disparar. Em ambos os casos, a memória surge de mudanças em como formigas ou neurônios se conectam e se estimulam mutuamente. É provável que o comportamento das colônias amadureça porque o tamanho da colônia altera as taxas de interação entre formigas. Em uma colônia maior e mais antiga, cada formiga tem mais formigas para encontrar do que uma mais nova, e o resultado é uma dinâmica mais estável. Talvez as colônias se lembrem de um distúrbio do passado porque mudou a localização das formigas, levando a novos padrões de interação, o que pode até reforçar o novo comportamento durante a noite enquanto a colônia está inativa, assim como nossas memórias se consolidam durante o sono. Mudanças no comportamento das colônias devido a eventos passados ​​não são a simples soma de memórias de formigas, assim como mudanças no que nos lembramos, e o que dizemos ou fazemos, não são um simples conjunto de transformações, neurônio por neurônio. Em vez disso, suas memórias são como as de uma colônia de formigas: nenhum neurônio em particular lembra de nada, embora o seu cérebro o faça.

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