Seperti otak, koloni semut beroperasi tanpa kawalan pusat. Setiap adalah satu kumpulan individu yang berinteraksi, sama ada neuron atau semut, menggunakan interaksi kimia mudah yang dalam agregat menghasilkan kelakuan mereka. Orang menggunakan otak mereka untuk diingati. Bolehkah koloni semut melakukannya? Soalan ini membawa kepada soalan lain: ingatan apa? Bagi orang, ingatan adalah keupayaan untuk mengingati sesuatu yang berlaku pada masa lalu. Kami juga meminta komputer untuk menghasilkan semula tindakan lalu - penggabungan idea komputer sebagai otak dan otak kerana komputer telah membawa kita untuk mengambil 'ingatan' yang bermaksud sesuatu seperti maklumat yang disimpan pada cakera keras. Kita tahu bahawa ingatan kita bergantung kepada perubahan dalam berapa banyak set neuron berkaitan merangsang antara satu sama lain; bahawa ia diperkuat entah bagaimana semasa tidur; dan bahawa memori baru dan jangka panjang melibatkan litar yang berlainan neuron yang berkaitan. Tetapi masih banyak yang tidak kita ketahui tentang bagaimana peristiwa neural ini datang bersama, sama ada terdapat pernyataan tersimpan yang kita gunakan untuk membincangkan sesuatu yang berlaku pada masa lalu, atau bagaimana kita boleh terus melaksanakan tugas yang telah dipelajari sebelumnya seperti membaca atau menunggang basikal.
Mana-mana makhluk hidup boleh mempamerkan bentuk memori yang paling mudah, perubahan disebabkan peristiwa masa lampau. Lihatlah pokok yang telah kehilangan cawangan. Ia mengingati bagaimana ia tumbuh di sekitar luka, meninggalkan kesan dalam corak kulit dan bentuk pokok itu. Anda mungkin dapat menggambarkan terakhir kali anda mengalami selesema, atau anda mungkin tidak. Sama ada cara, dalam erti kata lain, tubuh anda 'ingat, ' kerana beberapa sel anda kini mempunyai antibodi yang berbeza, reseptor molekul, yang sesuai dengan virus tertentu.
Peristiwa masa lalu dapat mengubah tingkah laku semut individu dan koloni semut. Semut belukar individu yang menawarkan gula merawat tempatnya selama beberapa minit; mereka mungkin kembali ke tempat makanan itu. Satu lagi spesies, semut Desert Sahara, melintasi padang pasir tandus, mencari makanan. Nampaknya semut spesies ini dapat mengingat sejauh mana ia berjalan, atau berapa banyak langkah yang diambil, sejak kali terakhir ia berada di sarang.
Satu koloni semut kayu merah mengingati sistem jejaknya yang membawa kepada pokok yang sama, tahun demi tahun, walaupun tiada semut tunggal. Di hutan-hutan di Eropah, mereka memakan pokok-pokok tinggi untuk memberi makan kepada penghijrahan aphid yang seterusnya memberi makan kepada pokok tersebut. Sarang mereka adalah sebilangan besar jarum pain yang terletak di tempat yang sama selama beberapa dekad, diduduki oleh banyak generasi jajahan. Setiap semut cenderung mengambil jejak yang sama setiap hari ke pokok yang sama. Semasa musim sejuk yang panjang, semut berkumpul di bawah salji. The myrmecologist Finland, Rainer Rosengren menunjukkan bahawa apabila semut muncul pada musim bunga, seekor semut tua keluar dengan anak muda di sepanjang jejak biasa semut tua. Sem ant tua itu mati dan semut muda mengamalkan jejak itu sendiri, dengan itu memimpin koloni untuk mengingati, atau membiak, laluan tahun sebelumnya.
Pengambilan dalam koloni semut penuai memerlukan beberapa memori semut individu. Semut mencari benih yang bertaburan dan tidak menggunakan isyarat pheromone; jika seekor semut menemui benih, tidak ada gunanya merekrut orang lain kerana tidak mungkin benih lain yang berdekatan. Para peternak mengembara jejak yang boleh memanjang hingga 20 meter dari sarangnya. Setiap semut meninggalkan jejak dan pergi sendiri untuk mencari makanan. Ia mencari sehingga ia menemui benih, kemudian kembali ke jejak, mungkin menggunakan sudut sinar matahari sebagai panduan, untuk kembali ke sarang, mengikuti arus perenang yang keluar. Setelah kembali di sarang, seekor pucuk jatuh dari benihnya, dan dirangsang untuk meninggalkan sarang dengan kadar di mana ia bertemu dengan penunggang lain yang kembali dengan makanan. Pada perjalanan seterusnya, ia meninggalkan jejak di sekitar tempat yang sama untuk mencari lagi.
Penemu Semut: Rangkaian Interaksi dan Kelakuan Colony (Primer dalam Sistem Kompleks)
Bagaimana koloni semut boleh dilakukan apa-apa, apabila tiada siapa yang bertanggungjawab? Sebuah koloni semut beroperasi tanpa kawalan pusat atau hierarki, dan tiada semut mengarahkan satu lagi. Sebaliknya, semut memutuskan apa yang perlu dilakukan berdasarkan kadar, irama, dan pola perjumpaan dan interaksi individu - menghasilkan rangkaian dinamik yang menyelaraskan fungsi koloni. Ant Encounter menyediakan pandangan yang mendedahkan dan boleh diakses kepada tingkah laku semut dari perspektif sistem kompleks ini.
BeliSetiap pagi, bentuk perubahan kawasan pemuliharaan tanah jajahan, seperti amuba yang mengembang dan kontrak. Tiada semut individu yang mengingati tempat semasa koloni dalam corak ini. Pada perjalanan pertama yang pertama, ia cenderung keluar di luar sarang semut yang lain dalam arah yang sama. Hasilnya berlaku gelombang yang mencapai lebih jauh seiring berjalannya hari. Secara beransur-ansur gelombang turun, kerana semut membuat perjalanan singkat ke tempat-tempat berhampiran sarang nampaknya menjadi yang terakhir untuk menyerah.
Dari hari ke hari, tingkah laku koloni berubah, dan apa yang berlaku pada satu hari akan mempengaruhi seterusnya. Saya menjalankan satu siri percubaan perturbasi. Saya meletakkan tongkat gigi supaya pekerja terpaksa berpindah, atau menyekat jejak-jejak itu supaya para penggarap terpaksa bekerja lebih keras, atau mencipta gangguan yang patroli cuba menghalau. Setiap eksperimen menjejaskan hanya satu kumpulan pekerja secara langsung, tetapi aktiviti kumpulan pekerja lain berubah, kerana pekerja satu tugas memutuskan sama ada untuk menjadi aktif bergantung pada kadar pertemuan singkat mereka dengan pekerja tugas lain. Selepas hanya beberapa hari mengulangi percubaan, jajahan-jajahan terus berkelakuan seperti yang mereka lakukan semasa mereka terganggu, walaupun selepas perturbations berhenti. Semut telah menukar tugas dan kedudukan di dalam sarang, jadi corak pertemuan mengambil sedikit masa untuk beralih ke keadaan yang tidak terganggu. Tidak ada semut individu yang teringat apa-apa tetapi, dalam keadaan tertentu, koloni itu.
Koloni hidup selama 20-30 tahun, seumur hidup ratu tunggal yang menghasilkan semua semut, tetapi semut individu hidup paling setahun. Sebagai tindak balas kepada perturbasi, tingkah laku koloni yang lebih tua, lebih besar lebih stabil daripada yang lebih muda. Ia juga lebih banyak homeostatic: semakin besar magnitud gangguan itu, koloni-koloni yang lebih besar mungkin lebih fokus kepada mencari makan daripada bertindak balas terhadap kerepotan yang telah saya buat; Sementara, semakin buruk, semakin banyak koloni muda yang bertindak balas. Singkatnya, koloni yang lebih tua dan lebih besar berkembang menjadi lebih bijak daripada yang kecil, walaupun koloni yang lebih tua tidak mempunyai semut yang lebih tua, lebih bijak.
Semut menggunakan kadar di mana mereka bertemu dan mencium semut lain, atau bahan kimia yang disimpan oleh semut lain, untuk memutuskan apa yang perlu dilakukan seterusnya. Neuron menggunakan kadar di mana ia dirangsang oleh neuron lain untuk memutuskan sama ada untuk api. Dalam kedua-dua kes, memori timbul daripada perubahan bagaimana semut atau neuron menyambung dan merangsang satu sama lain. Ia mungkin bahawa tingkah laku koloni matang kerana saiz koloni mengubah kadar interaksi antara semut. Di koloni yang lebih besar, setiap semut mempunyai lebih banyak semut untuk bertemu daripada yang lebih muda, lebih kecil, dan hasilnya adalah dinamik yang lebih stabil. Mungkin koloni mengingati gangguan yang lalu kerana ia mengalihkan lokasi semut, yang membawa kepada corak interaksi baru, yang mungkin mengukuhkan tingkah laku baru dalam sekelip mata sementara koloni itu tidak aktif, sama seperti kenangan kita disatukan semasa tidur. Perubahan tingkah laku koloni disebabkan peristiwa masa lalu bukanlah jumlah yang mudah bagi kenangan semut, sama seperti perubahan dalam apa yang kita ingat, dan apa yang kita katakan atau lakukan, bukan satu set transformasi yang mudah, neuron oleh neuron. Sebaliknya kenangan anda seperti koloni semut: tiada neuron tertentu mengingati apa-apa walaupun otak anda. 
Artikel ini pada asalnya diterbitkan di Aeon dan telah diterbitkan semula di bawah Creative Commons.
Deborah M. Gordon adalah profesor biologi di Stanford University di California. Beliau telah menulis mengenai penyelidikannya untuk penerbitan seperti Scientific American dan Wired . Buku terbarunya ialah Ant Antungan: Rangkaian Interaksi dan Kelakuan Colony (2010).
