I study ants, and that's because I like to think about how organizations work. And in particular, how the simple parts of organizations interact to create the behavior of the whole organization. So, ant colonies are a good example of an organization like that, and there are many others. The web is one. There are many biological systems like that -- brains, cells, developing embryos.
Karıncaları inceliyorum, çünkü örgütlerin nasıl işlediğine kafa yormayı severim. Özellikle örgüt bileşenlerinin... ...bütünsel davranışını oluşturacak şekilde etkileşmeleri hakkında. Karınca kolonileri de buna iyi örnektirler. Tabi örümcek ağı gibi başka örnekler de vardır. Bunun gibi bir çok biyolojik sistem vardır... ...beyin, hücre, gelişmekte olan cenin.
There are about 10,000 species of ants. They all live in colonies consisting of one or a few queens, and then all the ants you see walking around are sterile female workers. And all ant colonies have in common that there's no central control. Nobody tells anybody what to do. The queen just lays the eggs. There's no management. No ant directs the behavior of any other ant. And I try to figure out how that works. And I've been working for the past 20 years on a population of seed-eating ants in southeastern Arizona.
Yaklaşık 10.000 tür karınca vardır. Bunların hepsi bir ya da birkaç kraliçesi olan koloniler şeklinde yaşarlar. Etrafta dolaşırken gördüğünüz tüm karıncalar kısır dişi işçilerdir. Ve tüm karınca kolonilerininin ortak özelliği merkezi denetimin olmamasıdır. Kimse kimseye ne yapacağını söylemez. Kıraliçe sadece yumurtlar. Başka da bir yönetim yoktur. Hiçbir karınca bir diğerinin davranışını yönetmez. Ben bunun nasıl işlediğini anlamaya çalışıyorum. 20 yıldan buyana güneydoğu Arizona'daki... tohum-yiyen bir karınca toplumunu incelemekteyim.
Here's my study site. This is really a picture of ants, and the rabbit just happens to be there. And these ants are called harvester ants because they eat seeds. This is the nest of the mature colony, and there's the nest entrance. And they forage maybe for about 20 meters away, gather up the seeds and bring them back to the nest, and store them. And every year I go there and make a map of my study site. This is just a road. And it's not very big: it's about 250 meters on one side, 400 on the other. And every colony has a name, which is a number, which is painted on a rock. And I go there every year and look for all the colonies that were alive the year before, and figure out which ones have died, and put all the new ones on the map. And by doing this I know how old they all are. And because of that, I've been able to study how their behavior changes as the colony gets older and larger.
Bu benim çalışma saham. Bu aslında karıncaların bir resmidir... ...tavşan sadece şans eseri orada. Bunlara hasatçı karınca denir, çünkü tohum yerler. Bu olgun bir koloninin yuvasıdır ve şurası da yuvanın girşidir. Yaklaşık 20 metre uzağa kadar yayılırlar... ...tohumları toplarlar ve yuvaya getirerek saklarlar. Her yıl oraya giderim çalışma sahamın bir haritasını çıkarırım. Bu sadece bir yol, ve çok büyük sayılmaz. Bir tarafı yaklaşık 250 metre diğer tarafı ise 400. Her koloni bir numara ile adlandırıldı ve... ...bir kayanın üzerine yazıldı. Her yıl oraya gider... ...bir önceki sene yaşayan kolonileri arar... ...ölmüş olanları ve yeni ortaya çıkanları haritaya işlerim. Bunu yapmakla kaç yaşında olduklarını takip ederim Bu sayede koloniler yaşlanıp irileştikçe... ...davranışlarının nasıl değiştiğini görme imkanım oldu.
So I want to tell you about the life cycle of a colony. Ants never make more ants; colonies make more colonies. And they do that by each year sending out the reproductives -- those are the ones with wings -- on a mating flight. So every year, on the same day -- and it's a mystery exactly how that happens -- each colony sends out its virgin, unmated queens with wings, and the males, and they all fly to a common place. And they mate. And this shows a recently virgin queen. Here's her wings. And she's in the process of mating with this male, and there's another male on top waiting his turn. Often the queens mate more than once. And after that, the males all die. That's it for them.
Size kolonilerin yaşam döngüsü hakkında şunu söyleyeceğim. Karıncalar hiçbir zaman karınca üretmez, koloniler koloni üretir. Ve bunu her yıl oğul vererek yaparlar. Yani çiftleşme uçuşundaki -- kanatlı karıncalar. Yer yıl aynı gün -- ve bunun nasıl olduğu bir gizemdir-- ...her koloni kendi bakire, çiftleşmemiş kraliçe ve erkek karıncaları dışarı gönderir... ...ve bunlar ortak bir yere uçarlar ve çiftleşirler. Bu yakın geçmişte bakire olan kraliçe ve onun kanatlarını göstermektedir. Ve şu anda erkeğiyle çiftlerme sürecinde... ve ürtte bir diğer erkek kendi sırasını beklemekte. Genellikle kraliçeler birden çok kez çiftleşirler. Ve ardından erkelerin hepsi ölür. Onlar için hepsi bundan ibarettir.
(Laughter)
...
And then the newly mated queens fly off somewhere, drop their wings, dig a hole and go into that hole and start laying eggs. And they will live for 15 or 20 years, continuing to lay eggs using the sperm from that original mating. So the queen goes down in there. She lays eggs, she feeds the larvae -- so an ant starts as an egg, then it's a larva. She feeds the larvae by regurgitating from her fat reserves. Then, as soon as the ants -- the first group of ants -- emerge, they're larvae. Then they're pupae. Then they come out as adult ants. They go out, they get the food, they dig the nest, and the queen never comes out again.
Ve yeni çiftleşmiş kraliçeler başka bir yere uçarlar, kanatlarını bırakırlar... ...bir çukur kazarlar ve içine girerek yumurtlamaya başlarlar. Artık 15-20 yıl yaşayacaklardır ve ilk çiftleşmelerindeki... ...spermleri kullanarak yumurtlamaya devam edeceklerdir. Yani kraliçe şuraya, aşağıya iner. Yumurtlar, larvaları besler-- karıncalar önce yumurta olarak başlayıp sonra larvaya dönüşürler. Larvaları kendi yağ kaynaklarından kusmuğu ile besler. Karıncalar oluşur oluşmaz, -- ilk grup... ...önce larva, sonra pupa (krizalit) , en sonundada erişkin karınca ölurlar. Dışarı giderler, besin getirirler, yuva kazarlar... ...ve kraliçe bir daha asla dışarı çıkmaz.
So this is a one-year-old colony -- this happens to be 536. There's the nest entrance, there's a pencil for scale. So this is the colony founded by a queen the previous summer. This is a three-year-old colony. There's the nest entrance, there's a pencil for scale. They make a midden, a pile of refuse -- mostly the husks of the seeds that they eat. This is a five-year-old colony. This is the nest entrance, here's a pencil for scale. This is about as big as they get, about a meter across. And then this is how colony size and numbers of worker ants changes -- so this is about 10,000 worker ants -- changes as a function of colony age, in years. So it starts out with zero ants, just the founding queen, and it grows to a size of about 10 or 12 thousand ants when the colony is five. And it stays that size until the queen dies and there's nobody to make more ants, when she's about 15 or 20 years old. And it's when they reach this stable size, in numbers of ants, that they start to reproduce. That is, to send more winged queens and males to that year's mating flight. And I know how colony size changes as a function of colony age because I've dug up colonies of known age and counted all the ants. (Laughter) So that's not the most fun part of this research, although it's interesting.
Evet, bu bir yaşında bir kolonidir-- 536 numaralı koloni. Yuva girişi, ölçek için bir de kurşun kalem. Evet, bu koloni geçen yaz bir kraliçe tarafından kurulmuş. Bu koloni üç yaşındadır. Yuva girişi, ölçek için kurşun kalem. Bir çöplük, bir döküntü yığını yaparlar-- çoğunlukla yedikleri tohumların kabuklarından. Bu beş yaşında bir kolonidir. Bu yuva girişidir, bu da ölçek için kurşun kalem. Bu yaklaşık ulaştıkları en büyük boyut, yaklaşık bir metre genişliğinde. Bu ise koloni boyutuna göre işçi arı sayısının değişimidir-- ...evet yaklaşık 10.000 işçi karınca -- ...yıllar içinde koloni yaşının bir fonksiyonun olarak değişir. Yani sıfır karıncayla, sadece kurucu kraliçe ile başlar... ...ve kolonin beş yaşına ulaşıncaya dek 10 ya da 12 bin karıncalık boyuta ulaşır. Daha sonra da kraliçe ölünceye dek aynı boyutta kalır... ...kraliçe 15-20 yaşlarına geldiğinde de artık daha fazla karınca üretecek kimse kalmaz. Karınca sayısı açısından kararlı sayıya ulaşınca... ...tekrar üremeye başlarlar. Yani daha çok kanatlı karaliçe ve erkek karıncayı çiftleşme uçuşuna gönderirler. Koloni boyutunun yaşına bağlı olarak nasıl değiştiğini biliyorum... ...çünkü yaşını bildiğim kolonileri kazdım ve tüm karıncalarını saydım. Evet, ilginç olsa da bu araştırmanın en eğlenceli yanı sayılmazdı.
(Laughter)
(...)
Really the question that I think about with these ants is what I call task allocation. That's not just how is the colony organized, but how does it change what it's doing? How is it that the colony manages to adjust the numbers of workers performing each task as conditions change? So, things happen to an ant colony. When it rains in the summer, it floods in the desert. There's a lot of damage to the nest, and extra ants are needed to clean up that mess. When extra food becomes available -- and this is what everybody knows about picnics -- then extra ants are allocated to collect the food. So, with nobody telling anybody what to do, how is it that the colony manages to adjust the numbers of workers performing each task? And that's the process that I call task allocation.
Bu karıncalarla ilgili asıl sorguladığım şey "görev üstlenme" konusudur. Sorum; sadece koloninin nasıl organize olduğu değil... ...faaliyetini nasıl değiştirdiğidir de. Nasıl oluyor da şartlar değişince... ...koloni her bir işte çalışan işçi sayısını ayarlayabiliyor? Evet, bir karınca kolonisinin başına işler gelir. Yaz ortasında yağmur yağar, çöl ortasında sel basar. Yuvaya çok hasar verir... ...bu durumda dağınıklığı toparlamak için fazladan işçi gerekir. Ya da fazladan yiyecek kaynağı ortaya çıkar-- ...pikniklerde olanları hepiniz bilirsiniz-- ...bu durumda fazladan işçi yiyeceği toplamak için gerekir. Yani, kimse kimseye ne yapacağını söylemezken, nasıl oluyor da... ...koloni her bir iş için gerekli sayıda işçiyi ayarlayabiliyor? İşte bu işleyişe ben "görev üstlenme" diyorum.
And in harvester ants, I divide the tasks of the ants I see just outside the nest into these four categories: where an ant is foraging, when it's out along the foraging trail, searching for food or bringing food back. The patrollers -- that's supposed to be a magnifying glass -- are an interesting group that go out early in the morning before the foragers are active. They somehow choose the direction that the foragers will go, and by coming back -- just by making it back -- they tell the foragers that it's safe to go out. Then the nest maintenance workers work inside the nest, and I wanted to say that the nests look a lot like Bill Lishman's house. That is, that there are chambers inside, they line the walls of the chambers with moist soil and it dries to a kind of an adobe-like surface in it. It also looks very similar to some of the cave dwellings of the Hopi people that are in that area. And the nest maintenance workers do that inside the nest, and then they come out of the nest carrying bits of dry soil in their mandibles. So you see the nest maintenance workers come out with a bit of sand, put it down, turn around, and go back in. And finally, the midden workers put some kind of territorial chemical in the garbage. So what you see the midden workers doing is making a pile of refuse. On one day, it'll all be here, and then the next day they'll move it over there, and then they'll move it back. So that's what the midden workers do. And these four groups are just the ants outside the nest. So that's only about 25 percent of the colony, and they're the oldest ants.
Hasatçı karıncalar özelinde yuvanın hemen dışında görünen... ...karıncaların görevlerini şu dört sınıfa ayırdım: ...taşıyıcılar, yiyecek bulmak ve... ...yuvaya getirmek için arazide yayılırlar. Devriyeler--bir büyüteç gibi-- ...ilginç bir grupturlar. Sabahleyin taşıyıcılar etkin olmadan... ...erkenden yuvadan çıkarlar. Bir şekilde taşıyıcıların hangi yöne gideceklerine karar verirler... ...ve geri dönerek-- sadece geri dönmüş olmaları ile-- ...taşıyıcılara dışarı çıkmanın güvenli olduğunu söylemiş olurlar. Bakımcı karıncalar yuvanın içinde çalışırlar... ...ve şunu söylemeliyim ki yuvaları Bill Lishman'nın evine oldukça benzer. Yani içeride bölmeler vardır... ...bölmelerin duvarlarını bir çeşit nemli toprakla inşaa ederler... ...ve bu kuruduğunda bir çeşit kerpiçvari yüzey oluşur. Bu aynı zamanda bölgede yaşayan Hopi halkının... ...mağara evlerine benzer. Bakımcı karıncalar yuvanın içinde bunu yaparlar... ...kuru toprak parçacıklarını çeneleri ile yuva dışına taşırlar, Sonuçta siz yuva onarım işçilerinin ufak bir parça toprakla çıktığını... ...dışarda bıraktığını, ve geri dönüp içeri girerken görürsünüz. Ve sonunda çöpçuler çöpün içine bölgesel bazı kimyasallar koydular. Çöpçülerin döküntü yığını oluştururken ne yaptıklarını görebilirsiniz. Bugün ve sonraki günde hepsi burada olacak... ...yığını oraya götürecekler ve sonra geri getirecekler. Yani çöpçülerin yaptığı budur. Ve bu dört grup sadece yuvanın dışındaki gruplardır. Bu koloninin sadece , hemen hemen %25 idir ve en yaşlı karıncalardır.
So, an ant starts out somewhere near the queen. And when we dig up nests we find they're about as deep as the colony is wide, so about a meter deep for the big old nests. And then there's another long tunnel and a chamber, where we often find the queen, after eight hours of hacking away at the rock with pickaxes. I don't think that chamber has evolved because of me and my backhoe and my crew of students with pickaxes, but instead because when there's flooding, occasionally the colony has to go down deep. So there's this whole network of chambers. The queen's in there somewhere; she just lays eggs. There's the larvae, and they consume most of the food. And this is true of most ants -- that the ants you see walking around don't do much eating. They bring it back and feed it to the larvae. When the foragers come in with food, they just drop it into the upper chamber, and other ants come up from below, get the food, bring it back, husk the seeds, and pile them up. There are nest maintenance workers working throughout the nest. And curiously, and interestingly, it looks as though at any time about half the ants in the colony are just doing nothing. So, despite what it says in the Bible, about, you know, "Look to the ant, thou sluggard," in fact, you could think of those ants as reserves. That is to say, if something happened -- and I've never seen anything like this happen, but I've only been looking for 20 years -- if something happened, they might all come out if they were needed. But in fact, mostly they're just hanging around in there.
Böylece bir karınca kraliçenin yakınında bir yerde işe girişebilir. Ve biz yuvaları kazınca onları koloninin genişliği kadar derinde buluruz... ...bu yüzden eski büyük yuvalar yaklaşık bir metre kadar derindedir. Ve kazmalarla kayadan döküntüyü uzaklaştırmamızdan 8 saat sonra... ...burada kraliçeyi bulduğumuz yerde başka bir bölme ve uzun bir tünel mevcuttur. Bölmenin, kazmalarla çalışan öğrenci ekibim , çapam ve benim yüzümden... ...değiştiğine inanmıyorum... ...ama bunun yerine su bastığımız zaman... ...bazen koloni daha derine gitmeye mecburdur. Bu yüzden burada bütün bölmeler iletişim içindedir. Kraliçe orada bir yerde sadece yumurtlar. Burada larvalar mevcuttur ve bunlar yiyeceğin çoğunu tüketirler.♪ Bu çoğu karıncalar içinde doğrudur ki-- ...etrafınızda yürüyen karıncaların fazla yemediğini görürsünüz Yiyecekleri geri getirirler ve larvaları beslerler. Taşıyıcılar yiyecekle geldikleri zaman yiyeceği özel odanın üzerine doğru atarlar... ...ve diğer karıncalar aşağıdan yukarıya gelip, yiyecekleri alıp... ...geri getirirler, tohum kabuklarını ve onları yığarlar. Yuvanın dışında çalışan bakımcı karıncalar vardır. Merakla ve ilginç bir şekilde görünen o ki... ...kolonideki karıncaların aşağı yukarı yarısı hiçbirşey yapmamaktadırlar. Bildiğiniz gibi incilde söylenene göre... ...''Tembelsen karıncaya bak'' değişine rağmen... gerçekte, karıncaların yarısının yedek gibi oturduğunu düşünebilirsiniz. Birşeyler olduğunda söylenecek şey--daha önce hiç buna benzer bir şey görmedim... ...ama ben sadece 20 yıldır araştırıyorum-- ...birşey olduğunda ihtiyaç duyulursa ortaya çıkabilirler. Aslında çoğu oralarda dolaşıyorlardır.
And I think it's a very interesting question -- what is there about the way the colony is organized that might give some function to a reserve of ants who are doing nothing? And they sort of stand as a buffer in between the ants working deep inside the nest and the ants working outside. And if you mark ants that are working outside, and dig up a colony, you never see them deep down. So what's happening is that the ants work inside the nest when they're younger. They somehow get into this reserve. And then eventually they get recruited to join this exterior workforce. And once they belong to the ants that work outside, they never go back down. Now ants -- most ants, including these, don't see very well. They have eyes, they can distinguish between light and dark, but they mostly work by smell. So just to reinforce that what you might have thought about ant queens isn't true -- you know, even if the queen did have the intelligence to send chemical messages through this whole network of chambers to tell the ants outside what to do, there is no way that such messages could make it in time to see the shifts in the allocation of workers that we actually see outside the nest. So that's one way that we know the queen isn't directing the behavior of the colony.
Ve çok ilginç bir soru olduğunu düşünüyorum-- ...kolonide, hiç bir şey yapmayan ilgisiz bir karıncaya... biraz iş vermeyi organize etmenin nasıl bir yolu vardır? Ve bu yedekler, dışarıda ve yuvanın derininde çalışan karıncalar... ...arasında bir şekilde tampon olarak dururlar. Ve bir koloniyi deşmek ve dışarda çalışan karıncaları işaretlemek isterseniz onları asla aşağıda derinde göremezsiniz. Karıncalar gençken içeride çalıştığı zaman olan budur. Her nasılsa bu rezervin içine sızarlar. Ve sonunda bu harici iş gücüne dahil olarak göreve çağırılırlar. Ve hemen dışarıda çalışan karıncalara katılırlar, asla aşağıya gelmezler. Şimdi karıncalar--çoğu karınca, bunlara dahil olarak çok iyi görmezler. Gözleri vardır, karanlık ve aydınlık arasındaki farkı idrak edebilirler... ...fakat çoğunlukla kokuyla çalışırlar. Kraliçe karınca hakkında düşündüğünüzü desteklemek doğru değildir-- ...bilirsiniz, kraliçe karınca tüm bölmeler vasıtasıyla... ...kimyasal mesajları gönderecek kadar bilgiye sahip olmasa bile... ...karıncalara dışarıda ne yapacağını anlatan... ...gerçekte, yuvanın dışında gördüğümüz işçilerin... ...değişimi sırasında bu mesajın görülmemesi mümkün değildir. Kraliçenin, koloninin davranışını yönetmediğini bilmemizin bir yolu budur.
So when I first set out to work on task allocation, my first question was, "What's the relationship between the ants doing different tasks? Does it matter to the foragers what the nest maintenance workers are doing? Does it matter to the midden workers what the patrollers are doing?" And I was working in the context of a view of ant colonies in which each ant was somehow dedicated to its task from birth and sort of performed independently of the others, knowing its place on the assembly line. And instead I wanted to ask, "How are the different task groups interdependent?"
Görev dağılımında çalışmanın sınırlarını belirlersek... ...ilk sorum , farklı görevler yapan... ...karıncalar arasındaki bağlantı nedir ? Bakımcı karıncaların ne yaptığı taşıyıcılar için farkeder mi? Devriyelerin ne yaptığı çöpçü karıncalar için farkeder mi? Ve her nasılsa doğumundan itibaren görevi belirlenmiş her karıncanın... ...montaj hattındaki yerini bilerek... ...diğerlerinden oldukça bağımsız olarak iş gördüğü... ...karınca kolonilerinin görünümü konusunda çalışıyordum. Bunun yerine, farklı görev gruplarının dayanışıklığı nasıldır diye sorgulamak istedim.
So I did experiments where I changed one thing. So for example, I created more work for the nest maintenance workers by putting out a pile of toothpicks near the nest entrance, early in the morning when the nest maintenance workers are first active. This is what it looks like about 20 minutes later. Here it is about 40 minutes later. And the nest maintenance workers just take all the toothpicks to the outer edge of the nest mound and leave them there. And what I wanted to know was, "OK, here's a situation where extra nest maintenance workers were recruited -- is this going to have any effect on the workers performing other tasks?" Then we repeated all those experiments with the ants marked. So here's some blue nest maintenance workers. And lately we've gotten more sophisticated and we have this three-color system. And we can mark them individually so we know which ant is which. We started out with model airplane paint and then we found these wonderful little Japanese markers, and they work really well. And so just to summarize the result, well it turns out that yes, the different tasks are interdependent. So, if I change the numbers performing one task, it changes the numbers performing another. So for example, if I make a mess that the nest maintenance workers have to clean up, then I see fewer ants out foraging. And this was true for all the pair-wise combinations of tasks.
Böylece bir şeyi değiştirerek deneyler yaptım. Örneğin, bakımcı karıncalar sabah erken hareket eder etmez... ...yuva girişinin yakınına bir demet kürdan koyarak... ...bakımcı karıncalar için biraz daha iş ürettim. Bu 20 dakika sonra görünendir. Burası 40 dakika sonrası içindir. Ve bakımcı karıncalar hemen bütün kürdanları alırlar... ...onları yuva tepeciğinin dıştaki ağzına bırakırlar. Bilmek istediğim buydu, tamam... ...fazladan bakımcı karıncaların işe koşulduğu bu durum-- ...diğer görevlerde çalışan işçiler üzerinde herhangi bir etki yapacak mı? Sonra bütün bu deneyleri işaretlenmiş karıncalarla tekrarladık. Böylece bazı mavi bakımcı karıncalar oluştu. Ve sonra daha da ileri götürerek... ...bu üçlü renk sistemini kullandık. Ve ayrı ayrı hangi karınca hangisidir bilmek için onları işaretliyebiliriz. Model uçak boyasıyla işe giriştik... ...ve sonra bu harika küçük japon işaretleyicileri bulduk... ...ve onlar gerçekten iyi çalışıyorlar. Ve sonucu özetlersek... ...sonuç şuna çıkar, farklı görevler dayanışıktırlar. Böylece bir görevin yapılış numarasını değiştirirsem... ...bu diğerinin numarasını da değiştirir. Örneğin, bakımcı karıncaların halletmek zorunda olduğu... ...bir küme yaparsam... ...arkasından birkaç tane dışarı taşıyan karınca görürüm. Ve bu, görevlerin bütün çift yönlü bileşimleri için doğrudur.
And the second result, which was surprising to a lot of people, was that ants actually switch tasks. The same ant doesn't do the same task over and over its whole life. So for example, if I put out extra food, everybody else -- the midden workers stop doing midden work and go get the food, they become foragers. The nest maintenance workers become foragers. The patrollers become foragers. But not every transition is possible. And this shows how it works. Like I just said, if there is more food to collect, the patrollers, the midden workers, the nest maintenance workers will all change to forage. If there's more patrolling to do -- so I created a disturbance, so extra patrollers were needed -- the nest maintenance workers will switch to patrol. But if more nest maintenance work is needed -- for example, if I put out a bunch of toothpicks -- then nobody will ever switch back to nest maintenance, they have to get nest maintenance workers from inside the nest. So foraging acts as a sink, and the ants inside the nest act as a source. And finally, it looks like each ant is deciding moment to moment whether to be active or not.
Bir çok kişi için sürpriz olan ikinci sonuç... ...karıncalar gerçekten görevleri değişiyorlardı. Aynı karınca hayatı boyunca tekrar tekrar aynı görevi yapmaz. Örneğin, fazladan yiyecek koyarsam, herkes başka-- ...çöpçüler çöp toplama işini bırakıp yiyecek toplamaya giderler... ...onlar da taşıyıcı olurlar. Bakımcı karıncalar taşıyıcı olurlar. Devriyeler taşıyıcı olurlar. Fakat her iş mümkün değildir. Ve bu nasıl çalıştığını gösterir. Az önce söylediğim gibi, toplanacak daha fazla yiyecek varsa, devriyeler, çöpçüler... ...bakımcı karıncalar hepsi taşıyıcıya dönüşürler. Bir tedirginlik yarattığım için daha fazla devriye işi varsa... ...fazladan devriyelere ihtiyaç olduysa-- ...bakımcı karıncalar devriye işine geçecektir. Fakat daha fazla bakımcılık işine ihtiyaç duyulduğunda-- örneğin bir demet kürdan koyarsam-- ...kimse bakım işine geri dönmeyecektir... Yuvanın içinden bakımcı karıncalar almak zorundadırlar. Yani taşıyıcılık bir havuz gibi ve yuvanın içindeki karıncalar bir kaynak gibi hareket ederler. Sonuç olarak her karınca an be an, hareket edip etmeyeceğine... ...karar veriyor gibi görünüyor.
So, for example, when there's extra nest maintenance work to do, it's not that the foragers switch over. I know that they don't do that. But the foragers somehow decide not to come out. And here was the most intriguing result: the task allocation. This process changes with colony age, and it changes like this. When I do these experiments with older colonies -- so ones that are five years or older -- they're much more consistent from one time to another and much more homeostatic. The worse things get, the more I hassle them, the more they act like undisturbed colonies. Whereas the young, small colonies -- the two-year-old colonies of just 2,000 ants -- are much more variable. And the amazing thing about this is that an ant lives only a year. It could be this year, or this year. So, the ants in the older colony that seem to be more stable are not any older than the ants in the younger colony. It's not due to the experience of older, wiser ants. Instead, something about the organization must be changing as the colony gets older. And the obvious thing that's changing is its size.
Böylece, örneğin, fazladan yapılacak bakım işi olduğu zaman... taşıyıcılar iş değiştirecek demek değildir. Onların bunu yapmayacağını biliyorum. Fakat taşıyıcılar her nasılsa işi bırakmamaya karar verirler. En merak edilen sonuç şuydu: görev dağılımı. Bu süreç, koloninin yaşı ve buna benzer şeylerle değişir. Bu deneyleri daha yaşlı karıncalarla yaptığım zaman-- ...mesela beş yıl veya daha yaşlı olanlar-- ...onlar bir devreden diğerine çok daha fazla uyumludurlar. Ve çok daha fazla dengeli.Daha kötü şeyler olsa... ...onları biraz daha rahatsız etsem de hiç rahatsız olmamış koloniler gibi hareket ederler. Genç, küçük koloniler gibi-- ...yaklaşık iki bin karıncadan oluşan iki yaşındaki koloniler çok fazla değişkendir. Bu konuda şaşırtıcı olan, bir karınca sadece bir yıl yaşar. Yani bu yıl olabilir ya da bu yıl. Böylece daha yaşlı kolonilerdeki oldukça durağan oldukları görülen karıncalar... ...genç kolonideki karıncalardan daha yaşlı değildirler. Bu daha akıllı, daha yaşlı karıncaların tecrübesinden dolayı değildir. Aksine, daha yaşlanan koloniler için... ...organizasyonla ilgili bazı şeyler değişiyor olmalıdır. Aşikar olan hacmin değiştiğidir.
So since I've had this result, I've spent a lot of time trying to figure out what kinds of decision rules -- very simple, local, probably olfactory, chemical rules could an ant could be using, since no ant can assess the global situation -- that would have the outcome that I see, these predictable dynamics, in who does what task. And it would change as the colony gets larger. And what I've found out is that ants are using a network of antennal contact. So anybody who's ever looked at ants has seen them touch antennae. They smell with their antennae. When one ant touches another, it's smelling it, and it can tell, for example, whether the other ant is a nest mate because ants cover themselves and each other, through grooming, with a layer of grease, which carries a colony-specific odor. And what we're learning is that an ant uses the pattern of its antennal contacts, the rate at which it meets ants of other tasks, in deciding what to do. And so what the message is, is not any message that they transmit from one ant to another, but the pattern. The pattern itself is the message. And I'll tell you a little bit more about that.
Bu sonucu aldıktan sonra sorunu çözmek için çok zaman harcadım... ...ne çeşit kurallar--çok basit, sınırlı, koklamayla ilgili, kimyasal. Bir karıncanın kullanabildiği kurallar,hiçbir karınca genel durumu değerlendiremeyeceği için-- ...gördüğüm sonuç oluşacaktır. Bu önceden tahmin edilebilir dinamikler kimin ne görev yapacağı üzerinedir. Ve koloni daha da büyüdüğü için değişecektir. Ve keşfettiğim, karıncaların bir antenle temas sistemi kullanıyor olmalarıdır. Karıncalara bakan herhangi biri onların anten dokunuşunu görmüştür. Antenleriyle koklarlar. Bir karınca diğerine dokunursa onu kokluyor. Örneğin, bu dokunuş diğer karıncanın bir yuva mensubu olup olmadığını anlatabilir... ...çünkü karıncaların her biri bir koloninin özel kokusunu taşıyan bir yağ katmanıyla... ...donandıkları için birbirlerini tanırlar. Ve öğrendiğimize göre, bir karınca diğer görevlerin karıncaları ile karşılaştığında... ...ne yapacağına karar vermekte kendi antenle temas modelini kullanır. Verilen mesaj bir karıncadan diğerine nakledilen... ...herhangi bir mesaj değildir fakat modeldir. Modelin kendisi mesajdır. Ve bunun hakkında küçük bir şey daha anlatacağım.
But first you might be wondering: how is it that an ant can tell, for example, I'm a forager. I expect to meet another forager every so often. But if instead I start to meet a higher number of nest maintenance workers, I'm less likely to forage. So it has to know the difference between a forager and a nest maintenance worker. And we've learned that, in this species -- and I suspect in others as well -- these hydrocarbons, this layer of grease on the outside of ants, is different as ants perform different tasks. And we've done experiments that show that that's because the longer an ant stays outside, the more these simple hydrocarbons on its surface change, and so they come to smell different by doing different tasks. And they can use that task-specific odor in cuticular hydrocarbons -- they can use that in their brief antennal contacts to somehow keep track of the rate at which they're meeting ants of certain tasks. And we've just recently demonstrated this by putting extract of hydrocarbons on little glass beads, and dropping the beads gently down into the nest entrance at the right rate. And it turns out that ants will respond to the right rate of contact with a glass bead with hydrocarbon extract on it, as they would to contact with real ants.
Ama önce bir karıncanın nasıl anlatabileceğini... ...merak ediyor olabilirsiniz-- örneğin, ben bir taşıyıcıyım. Sık sık diğer taşıyıcı karınca ile karşılaşmayı umarım. Fakat bunun yerine çok sayıda bakımcı karınca ile karşılaşmaya başlarım. Umduğumdan çok daha az da taşıyıcıya. Bir taşıyıcı ve bir bakımcı karınca... ...arasındaki farkı bilmek zorundadır. Bu türde öğrendiğim... ...ve diğerleri hakkında şüpheye düştüğüm-- ...bu hidrokarbonlar, karıncanın üstündeki yağ tabakası... ...farklı görevlerde çalışan karıncalar için farklıdır. Ve yaptığımız deneylerin bize gösterdiğine göre ... ...bir karınca ne kadar dışarıda kalırsa... ...yüzeyindeki basit hidrocarbonlar o kadar değişir... ...ve bu yüzden farkı görevler yaparak değişik değişik kokarlar. Hidrokarbonlarda bu göreve özel kokuyu kullanabilirler.. ...belli görev karıncalarının buluşma oranlarını her nasılsa bilerek... ...kısa antensel kontaklarında da kullanabilirler. Yakın zamanda, küçük cam boncuklara... ...hidrokarbon özü koyarak ve... ...boncukları, doğru oranda, yuva girişinin içine, aşağıya nazikçe yuvarlayarak bunu kanıtladık. Ve bu iş gerçek karıncalarla kontak kuruyormuş gibi... ...üstünde hidrokarbon özü olan cam boncuklarla da... ...kontak kurarak cevap verecek hale dönüştü.
So I want now to show you a bit of film -- and this will start out, first of all, showing you the nest entrance. So the idea is that ants are coming in and out of the nest entrance. They've gone out to do different tasks, and the rate at which they meet as they come in and out of the nest entrance determines, or influences, each ant's decision about whether to go out, and which task to perform. This is taken through a fiber optics microscope. It's down inside the nest. In the beginning you see the ants just kind of engaging with the fiber optics microscope. But the idea is that the ants are in there, and each ant is experiencing a certain flow of ants past it -- a stream of contacts with other ants. And the pattern of these interactions determines whether the ant comes back out, and what it does when it comes back out. You can also see this in the ants just outside the nest entrance like these. Each ant, then, as it comes back in, is contacting other ants. And the ants that are waiting just inside the nest entrance to decide whether to go out on their next trip, are contacting the ants coming in.
Şimdi size küçük bir film göstermek isterim... ...ve bu film ilk olarak size yuvanın girişini göstererek başlayacak. Burada gösterilen yuva girişinin dışına ve içine gelen karıncalardır. Onlar dışarıya değişik görevlerle gitmişlerdir ve karşılaşmalarının oranı... ...yuva girişinden girdikleri ve çıktıkları kadardır... ...her karıncanın dışarı gidip gitmeme kararı görevlerinin ne olduğuna bağlıdır. Bu bir fiber optik mikroskopla alındı. Yuvanın içinde aşağıdaydı. Başlangıçta sadece... ...fiber optik mikroskopa takılan karıncaları görürsünüz. Ama karıncalar oradadır. ...ve her karınca geçmişteki karıncaların yaptığı akışı... ...diğer karıncalarla diyalog akışını tecrübe ediyor. Ve bu etkileşim modelleri karıncanın geri gelip gelmeyeceğini... ...ve geldiği zaman ne yapacağını belirtir. Yuva girişinin dışındaki karıncalarda da bunun benzerini görebilirsiniz. Her karınca içeri geri geldiğinde diğer karıncalarla kontak kuruyor. Ve karıncalar sonraki tura gidip gitmeyeceklerine karar vermek için... ...yuva girişinde öylece bekleyerek... ...içeri gelen karıncalarla kontak kuruyorlar.
So, what's interesting about this system is that it's messy. It's variable. It's noisy. And, in particular, in two ways. The first is that the experience of the ant -- of each ant -- can't be very predictable. Because the rate at which ants come back depends on all the little things that happen to an ant as it goes out and does its task outside. And the second thing is that an ant's ability to assess this pattern must be very crude because no ant can do any sophisticated counting. So, we do a lot of simulation and modeling, and also experimental work, to try to figure out how those two kinds of noise combine to, in the aggregate, produce the predictable behavior of ant colonies.
Bu sistemin ilginçliği karmakarışık oluşudur. Değişkendir.Gürültülüdür. Ve özellikle iki yönlüdür. Karıncanın ilk deneyimidir-- her karınca için-- çok tahmin edilebilir olamaz. Çünkü dışarı gidip görevini yapan bir karınca olarak... ...geri gelmesi bir sürü küçük şeye bağlıdır. Ve ikinci olarak bir karıncanın yeteneği bu modeli tayin edebilmesi için çok ham olması gerektiğidir... ...çünkü hiçbir karınca karmaşık hesap yapamaz. Böylece, karınca kolonisinin önceden kestirilebilir davranışını üreten... ...küme içinde iki çeşidin nasıl bir araya geldiğini anlamak için... ...bir çok taklit modelleme ve deneysel çalışma da yaptık.
Again, I don't want to say that this kind of haphazard pattern of interactions produces a factory that works with the precision and efficiency of clockwork. In fact, if you watch ants at all, you end up trying to help them because they never seem to be doing anything exactly the way that you think that they ought to be doing it. So it's not really that out of these haphazard contacts, perfection arises. But it works pretty well. Ants have been around for several hundred million years. They cover the earth, except for Antarctica. Something that they're doing is clearly successful enough that this pattern of haphazard contacts, in the aggregate, produces something that allows ants to make a lot more ants. And one of the things that we're studying is how natural selection might be acting now to shape this use of interaction patterns -- this network of interaction patterns -- to perhaps increase the foraging efficiency of ant colonies.
Yine, bu rastgele etkileşim modeli, saat gibi hassas ve verimli çalışan... ...bir fabrika oluşturur demek istemiyorum. Aslında karıncaları tam olarak izlerseniz onlara yardım etmeye çalışmayı bırakırsınız... ...çünkü sizin düşüncenizin aksine... ...onlar hiçbir zaman kesin birşey yapıyor gibi gözükmezler. Yani bu gerçekten rastgele bağlantıların dışında değildir, evrim zuhur eder. Fakat o çok iyi çalışır. Karıncalar birkaç yüz yıldır vardırlar. Antartika'ya kadar dünyayı kaplarlar. Yaptıkları bazı şeyler, açıkça bu rastgele kontak... ...modeli kadar başarılıdır, küme içinde... ...çok daha fazla karınca yapılmasına izin veren bazı şeyler üretir. Üzerinde çalıştığımız şeylerden biri de... ...bu etkileşim modellerini şekillendiren doğal seçimin nasıl işlediğidir... ...bu etkileşim modelleri şebekesi-- ...belki karınca kolonisinin verimliliğini arttırır.
So the one thing, though, that I want you to remember about this is that these patterns of interactions are something that you'd expect to be closely connected to colony size. The simplest idea is that when an ant is in a small colony -- and an ant in a large colony can use the same rule, like "I expect to meet another forager every three seconds." But in a small colony, it's likely to meet fewer foragers, just because there are fewer other foragers there to meet. So this is the kind of rule that, as the colony develops and gets older and larger, will produce different behavior in an old colony and a small young one.
Bunun hakkında size hatırlatmak istediğim bir şey de... ...bu etkileşim modelleri... ...koloninin boyutuyla yakın ilgili olduğunu düşündüğünüz bazı şeylerdir. En basit anlamıyla bir karınca küçük bir kolonide olsun... ...ve isterse büyük bir kolonide olsun aynı kuralı kullanır... ...benim başka bir taşıyıcıyla her üç saniyede bir karşılaşmayı ıstediğim gibi. Ama küçük koloninin içinde taşıyıcılarla karşılaşmak daha zordur... ...çünkü orada karşılaşılacak diğer taşıyıcılar sadece birkaç tanedir. Bu genel bir kuraldır ki koloni ne kadar çok gelişirse ve büyürse... ...yaşlı ve genç olan koloni arasında o kadar değişik davranış ortaya çıkacaktır.
Thank you.
Teşekkür ederim.
(Applause)
alkış