Nowe badanie wykazało, że kolonie mrówek działają jak sieci neuronowe. Grupy owadów ważą zewnętrzne dane i wewnętrzne zasady, decydując, co robić wspólnie.

W tym konkretnym badaniu zespół zbadał, kiedy i w jaki sposób kolonie mrówek ewakuują swoje gniazda, gdy temperatura jest zbyt wysoka. W pewnym momencie zespół obliczył rozwiązanie, dochodząc do wniosku, że gniazdo należy opuścić. Innymi słowy, mrówki działały jak jeden system, podobnie jak neurony działają jak jeden mózg, kiedy wszystko działa zgodnie. Jest to klasyczny paradygmat: korzyść (kontynuacja pracy) kontra koszt (przegrzanie i utrata członków kolonii).

Naukowcy przyjęli, że do zrozumienia kolonii mrówek trzeba je postrzegać jako system podobny do poznawczego, który pobiera dane wejściowe, a następnie przekłada je na behawioralne wyniki. To jeden z pierwszych kroków w kierunku zrozumienia, w jaki sposób społeczności owadów uczestniczą w zbiorowym przetwarzaniu danych.

Laboratorium eksperymentalne obejmowało gniazdo z kontrolowaną temperaturą, kamerę śledzącą i oznakowane mrówki. Naukowcy zauważyli, że z kolonią liczącą 36 mrówek robotnic i 18 larw gniazdo ewakuowało się, gdy temperatura osiągnęła 34 stopnie Celsjusza. Jednak wraz ze wzrostem liczebności kolonii próg temperaturowy również wzrósł, co zmusiło je do opuszczenia gniazda – w koloniach liczących 200 mrówek owady pozostawały tam, aż temperatura przekroczyła 36 stopni Celsjusza.

Zakłada się, że czynniki stymulujące i hamujące mogą walczyć między mrówkami, jak w sieci neuronowej. Dzięki modelowaniu matematycznemu zespół był w stanie wykazać, że próg zbiorowej reakcji sensorycznej mrówek opiera się na równowadze między tymi dwoma czynnikami, a nie tylko na indywidualnych preferencjach każdej mrówki. Z tego badania nie wynika jasno, dlaczego wielkość grupy powinna wpływać na tendencję mrówek do ewakuacji, gdy temperatura wzrasta. Same mrówki nie mogły poznać wielkości grupy, więc dzieje się coś innego.

Jedną z hipotez wysuniętych przez naukowców jest to, że feromony – czyli przekaźniki chemiczne – przechodzące między mrówkami, zwiększają swoje działanie wraz ze wzrostem ich liczby. Inną kwestią może być to, że przenoszenie większej grupy mrówek jest większym wyzwaniem, więc kalkulacja korzyści w stosunku do kosztów jest różna.

Ustalenia naukowców oferują wiarygodną, ​​wymierną podstawę do obserwacji mrówek na poziomie zbiorowym. W przyszłych badaniach można by dodać więcej parametrów, a następnie manipulować nimi, aby lepiej zrozumieć kolektywne podejmowanie decyzji.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie PNAS.