Mint egy agy, egy hangya kolónia központi irányítás nélkül működik. Mindegyik egy kölcsönhatásba lépő egyének halmaza, akár neuronok, akár hangyák, egyszerű kémiai kölcsönhatások felhasználásával, amelyek az aggregátumban generálják viselkedésüket. Az emberek az agyukkal emlékeznek. Meg tudják csinálni a hangya kolóniák? Ez a kérdés egy másik kérdéshez vezet: mi az a memória? Az emberek számára a memória az a képesség, hogy emlékeztessen valamit, ami a múltban történt. Arra kérjük a számítógépeket is, hogy reprodukálják a múltbeli műveleteket - a számítógép mint agy és az agy mint számítógép ötletének összekeveredése arra késztetett minket, hogy a „memória” fogalmát valami olyanra utaljuk, mint például a merevlemezen tárolt információ. Tudjuk, hogy memóriánk azon változásokon alapul, hogy a kapcsolt neuronok egy része stimulálja egymást; hogy alvás közben valahogy megerősödik; és hogy a közelmúltbeli és hosszú távú memória a kapcsolódó neuronok különböző áramköreit foglalja magában. De sok minden, amit még nem tudunk arról, hogy ezek a neurális események miként jönnek össze, vagy vannak olyan tárolt reprezentációk, amelyekkel valami a múltban történt megbeszélésére használunk, vagy hogyan tudjuk folytatni egy korábban megtanult feladatot, például olvasni vagy biciklizni.
Bármely élő lény megjelenítheti az emlékezet legegyszerűbb formáját, a múltbeli események miatti változást. Nézz egy fára, amely elvesztette egy ágát. Emlékszik arra, hogy hogyan nő a seb körül, nyomokat hagyva a kéreg mintájában és a fa alakjában. Lehet, hogy leírja az influenza legutóbbi esetét, vagy nem. Akárhogy is, bizonyos értelemben a teste "emlékszik", mivel néhány sejtjeinek különböző ellenanyagai vannak, molekuláris receptorok, amelyek megfelelnek az adott vírusnak.
A múltbeli események megváltoztathatják az egyes hangyák és a hangyatelepek viselkedését. Az egyes ács-hangyák cukorkeveréket kínáltak néhány percre emlékezetbe a helyére; valószínűleg visszatérnek oda, ahol étel volt. Egy másik faj, a Szahara sivatagi hangya, kanyargódik a kopár sivatag körül, élelmet keresve. Úgy tűnik, hogy egy ebbe a fajba tartozó hangya emlékszik, hogy milyen messzire ment, vagy hány lépést tett, mióta legutóbb a fészekben volt.
A vörös fa hangya kolónia emlékszik az azonos fákhoz vezető nyomvonalrendszerére évről évre, bár egyetlen hangya nem. Európa erdőiben magas fákban takarmányoznak, hogy táplálkozzanak a levéltetvek ürülékével, amelyek viszont a fán táplálkoznak. Fészkeik hatalmas fenyőfa-dombok, amelyek évtizedek óta ugyanabban a helyen helyezkednek el, és amelyeket sok nemzedéknyi kolónia foglal el. Mindegyik hangya hajlamos napról napra ugyanazt a nyomvonalat folytatni ugyanahhoz a fához. A hosszú téli időszakban a hangyák összehúzódnak a hó alatt. Rainer Rosengren finn mikromekológus kimutatta, hogy amikor a hangyák tavasszal megjelennek, egy idősebb hangya kiment egy fiatalkal az idősebb hangya szokásos nyomában. Az idősebb hangya meghal, és a fiatalabb hangya ezt a nyomvonalat saját maga választja el, így a kolónia emlékezni vagy reprodukálni az előző évi nyomokat.
A kombájn hangya kolóniában történő takarmányozáshoz különféle hangya-memória szükséges. A hangyák szétszórt magokat keresnek, és nem használnak feromonjeleket; Ha egy hangya talál magot, akkor nincs értelme toborozni, mert valószínű, hogy a közelben más mag nem található. A takarmányok olyan nyomvonalat vezetnek, amely akár 20 méter is lehet a fészktől. Minden hangya elhagyja a nyomot, és önmagában megy élelmet keresni. Keres, amíg nem talál magot, majd visszamegy a nyomvonalhoz, esetleg a napfény szögét használva útmutatásként, hogy visszatérjen a fészekbe, a kimenő takarmányok patakját követve. Miután visszatért a fészekbe, a takarmánykezelő ledobja a magját, és arra ösztönzi, hogy távozzon a fészktől olyan sebességgel, ahogyan más táplálékkal visszatérő takarmányozókkal találkozik. Következő útjakor az ösvényt ugyanabban a helyen hagyja, hogy újra keressen.
Hangyagyűrők: interakciós hálózatok és a kolóniák viselkedése (alapok komplex rendszerekben)
Hogyan csinálnak valamit a hangya kolóniák, ha senki nem felelõs? Egy hangya kolónia központi ellenőrzés vagy hierarchia nélkül működik, és egy hangya nem irányít másikat. Ehelyett a hangyák az egyéni találkozók és interakciók aránya, ritmusa és mintázata alapján döntenek arról, hogy mit kell tenni - egy dinamikus hálózatot eredményezve, amely koordinálja a kolónia funkcióit. Az Ant Encounters felfedező és hozzáférhető képet nyújt a hangya viselkedéséről e komplex rendszer szempontjából.
megveszMinden reggel a kolónia táplálékterületének alakja megváltozik, mint egy amőba, amely kibővül és összehúzódik. Egyetlen hangya sem emlékszik a kolónia jelenlegi helyére ebben a mintában. Mindegyik takarmányozó első utazásánál hajlamos túlmenni az ugyanabba az irányba utazó többi hangyán. Az eredmény valójában egy olyan hullám, amely tovább halad a nap előrehaladtával. Fokozatosan a hullám visszahúzódik, mivel a hangyák, amelyek rövid utat indítanak a fészek közelében lévő helyekre, úgy tűnik, hogy utoljára feladják.
Napról napra a kolónia viselkedése megváltozik, és az, ami egy napon történik, a következőt érinti. Számos perturbációs kísérletet végeztem. Fogpiszkálót tettem ki, hogy a dolgozóknak el kellett távolulniuk, vagy blokkoltam a nyomvonalakat, hogy a takarmányozóknak nehezebben dolgozzanak, vagy zavart okoztam, amelyet az járőrök megpróbáltak visszatartani. Mindegyik kísérlet közvetlenül csak egy munkavállalói csoportot érintette, de a többi munkavállalói csoport aktivitása megváltozott, mivel az egyik feladat munkavállalói úgy döntenek, hogy aktívak-e, attól függően, hogy milyen rövid időn belül találkoznak más feladatok munkavállalóival. A kísérlet néhány napja megismétlése után a kolóniák továbbra is úgy viselkedtek, mint zavartak, még akkor is, ha a perturbációk megszűntek. A hangyák feladatokat és pozíciókat váltottak a fészekben, és így a találkozás mintázata eltartott egy ideig, hogy visszatérjenek a zavartalan állapotba. Egyetlen hangya sem emlékezett rá, de bizonyos értelemben a kolónia megtette.
A kolóniák 20-30 évig élnek, az egyetlen királynő élettartama alatt az összes hangya termelődik, de az egyes hangyák legfeljebb egy évig élnek. A perturbációra adott válaszként az idősebb, nagyobb kolóniák viselkedése stabilabb, mint a fiatalabbké. Ez szintén homeosztatikusabb: minél nagyobb a zavar nagysága, annál valószínűbb, hogy az idősebb kolóniák a táplálkozásra összpontosítanak, mint az általam létrehozott szóváltásra; míg minél rosszabb lett, annál inkább a fiatalabb kolóniák reagáltak. Röviden: az idősebb, nagyobb kolóniák okosabban cselekszenek, mint a fiatalabb kisebbek, jóllehet az idősebb kolóniában nincs idősebb, okosabb hangyák.
A hangyák azt a sebességet használják, amellyel találkoznak és megzavarják a többi hangyát, vagy a többi hangya által lerakott vegyi anyagokat, hogy eldöntsék, mit tegyek a tovább. Egy idegsebesség azon sebességét használja, amellyel más idegsejtek stimulálják annak eldöntésére, hogy lőnek-e. A memória mindkét esetben a hangyák vagy idegsejtek kapcsolatának és stimulációjának változásaiból adódik. Valószínű, hogy a kolónia viselkedése érlelődik, mivel a kolónia mérete megváltoztatja a hangyák közötti interakció sebességét. Régebbi, nagyobb kolóniában minden hangyának több hangyával kell találkoznia, mint egy fiatalabbban, kisebbben, és az eredmény stabilabb dinamika. Lehet, hogy a kolóniák emlékeznek egy múltbeli zavarra, mert az eltolta a hangyák elhelyezkedését, és új interakciós mintákhoz vezetett, amelyek akár az egész éjszakán át is erősíthetik az új viselkedést, miközben a kolónia inaktív, ugyanúgy, ahogy saját emlékeink megszilárdulnak alvás közben. A kolónia viselkedésében a múltbeli események következtében bekövetkező változások nem a hangya-emlékek egyszerű összege, ugyanúgy, mint az, amire emlékezünk, és amit mondunk vagy teszünk, nem egyszerű átalakulások, idegsejt általi neuronok. Ehelyett az emlékeid olyanok, mint egy hangya kolónia: egyetlen ideg sem emlékszik semmire, bár az agyad ezt teszi. 
Ezt a cikket eredetileg az Aeon közzétette, és a Creative Commons alatt újra közzétették.
Deborah M. Gordon biológiai professzor a kaliforniai Stanfordi Egyetemen. Kutatásáról írt olyan publikációk számára, mint a Scientific American and Wired . Legutóbbi könyve az Ant Encounters: Interaction Networks and Colony Behavior (2010).
