Знание-сила, 2008 № 12 (978) - [31]

Шрифт
Интервал

Одним из замечательных примеров таких коллективных действий является принятие решений в коллективе медоносных пчел при выборе нового места жительства. Механизм этого процесса был вскрыт в работах трех американских ученых — Т.Сили, К.Пассино и П.Висшера. Эта группа занимается изучением пчел уже десять дет подряд и в конце 2007 года опубликовала итоговую статью, в которой показала принципиальное сходство процесса принятия рещения в коллективе пчел и в человеческом мозгу. «Пчелиный рой — это суперорганизм, в котором коллектив как целое знает больше, чем сумма всего, что знает отдельная пчела», — так сформулировал выводы этой работы К.Пассино.

Свои исследования группа Т.Сили проводила на пчелах острова Эпплдор вблизи берегов штата Мэн. Эти пчелы весной обычно ищут новое место, так как за зиму рой разрастается. Подходящее дупло должно обладать рядом характеристик (например, вход обращен на юг и располагается достаточно высоко на дереве, в дупле достаточно места, поблизости нет муравьев и т.д.). Исследователи помечали краской каждую пчелу (около 4 тысяч) и выставляли для них в разных местах несколько ульев разной степени «подходящести». Это позволяло следить за процессом переселения во всех деталях.

Процесс начинался с переселения роя наружу; царица и большая часть роя оставались на месте и слипались друг с другом, образуя огромный комок тел, а несколько сот разведчиков вылетали на поиски нового обиталища. Каждый разведчик проводил около 30 минут, оценивая найденное им новое место с точки зрения описанных выше характеристик, а затем возвращался к комку и исполнял там танец, состоящий из пробежек и вращений на его поверхности, чтобы (как и в случае разведки пищи) с помощью танца передать рою собранную им информацию. Исследование показало, что чем ближе найденный им улей был к «идеалу», то есть чем выше оценка, тем больше пробежек он совершал, и наоборот; среднее число пробежек составляло 150.

После этого разведчик возвращался к найденному месту, взяв с собой одного или нескольких «новобранцев», которые возвращались со своей оценкой. Если оно им нравилось, они совершали такой же танец на поверхности роя, и тогда вслед за каждым в полет отправлялось еще несколько новых разведчиков. Так повторялось до тех пор, пока число разведчиков, давших высокую оценку новому гнезду, не достигало некоего «порогового» значения, — «кворума», и тогда весь рой вдруг поднимался в перелет. Этот процесс рекрутирования все новых разведчиков для каждого потенциального места, получения информации от каждой (растущей) группы, ее оценки и принятия решения означает, что рой как целое способен запоминать, сравнивать и оценивать полученную информацию (на что у людей способен их мозг).

Любопытно, что, если новые разведчики не соглашались в оценке с предыдущими, они по возвращении делали меньше пробежек, чем те, и тогда число вылетающих туда следующих разведчиков постепенно спадало до нуля — рой «терял интерес». Еще более любопытно, что каждый раз число пробежек в этом случае уменьшалось примерно на одно и то же число — в среднем 15. Компьютерная симуляция этого процесса показала, что именно такие цифры — 150 начальных пробежек и на 15 больше или меньше каждый следующий раз — гарантировали достижение быстрого и в то же время точного решения на выбор того или иного варианта переселения. Рой «выделяет» для поисков нового гнезда ограниченное число разведчиков, и гнезда-»претенденты» как бы конкурируют, кто больше «наберет голосов».

Как показали другие исследования, аналогичный механизм — с поразительно небольшими отличиями — действует при поиске нового места и в других «не-иерархических» коллективах насекомых. Одну загадку исследователям, однако, не удалось разгадать: что является сигналом для внезапного и одновременного подъема всего роя. Они обнаружили, что незадолго до взлета разведчики издают какой-то высокий и нарастающий механический сигнал, но он не передается по всему рою. Возможно, пишут ТСили и П.Висшер в другой статье 2007 года, этот сигнал скаутов принимается только пчелами на периферии комка, а стоит им чуть сдвинуться с места для взлета, это уже служит сигналом для подъема всего роя.

Третий участник исследования, специалист по компьютерам К.Пассино, предпринял компьютерный расчет найденного механизма принятия решения с точки зрения эволюционных требований и пришел к выводу, что весь этот процесс управляется двумя требованиями — чтобы время выбора нового гнезда было как можно меньше, а вероятность выбора наилучшего гнезда была как можно больше. Выработанный под действием этих требований и описанный выше механизм, а также его количественные параметры — число начальных пробежек и ступеньки изменения этого числа — как раз и обеспечивают рою достижение целей. В ходе этого процесса выявляются весьма любопытные и многочисленные аналогии между пчелиным роем как целым и функциональной организацией мозга у позвоночных животных, включая человека: наличие подсистем, связанных друг с другом каналами информации, параллельная (а не последовательная) обработка этой информации, пространственно распределенная память, концентрация внимания на критических стимулах и так далее. Исходя из этого, Пассино и назвал пчелиный рой «супероорганизмом».


Еще от автора Журнал «Знание-сила»
Знание-сила, 2000 № 08 (878)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.


Знание-сила, 2000 № 02 (872)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.


Знание-сила, 2001 № 03 (885)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.


Знание-сила, 2000 № 04 (874)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.


Знание-сила, 1999 № 01 (859)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.


Знание-сила, 1999 № 02-03 (860,861)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.


Рекомендуем почитать
Легенда о Вавилоне

Петр Ильинский, уроженец С.-Петербурга, выпускник МГУ, много лет работал в Гарвардском университете, в настоящее время живет в Бостоне. Автор многочисленных научных статей, патентов, трех книг и нескольких десятков эссе на культурные, политические и исторические темы в печатной и интернет-прессе США, Европы и России. «Легенда о Вавилоне» — книга не только о более чем двухтысячелетней истории Вавилона и породившей его месопотамской цивилизации, но главным образом об отражении этой истории в библейских текстах и культурных образах, присущих как прошлому, так и настоящему.


Открытия и гипотезы, 2005 №11

Научно-популярный журнал «Открытия и гипотезы» представляет свежий взгляд на самые главные загадки вселенной и человечества, его проблемы и открытия. Никогда еще наука не была такой интересной. Представлены теоретические и практические материалы.


Жители планет

«Что такое на тех отдаленных светилах? Имеются ли достаточные основания предполагать, что и другие миры населены подобно нашему, и если жизнь есть на тех небесных землях, как на нашей подлунной, то похожа ли она на нашу жизнь? Одним словом, обитаемы ли другие миры, и, если обитаемы, жители их похожи ли на нас?».


Знание-сила, 2000 № 07 (877)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.


Меч и Грааль

Взыскание Святого Грааля, — именно так, красиво и архаично, называют неповторимое явление средневековой духовной культуры Европы, породившее шедевры рыцарских романов и поэм о многовековых поисках чудесной лучезарной чаши, в которую, по преданию, ангелы собрали кровь, истекшую из ран Христа во время крестных мук на Голгофе. В некоторых преданиях Грааль — это ниспавший с неба волшебный камень… Рыцари Грааля ещё в старых текстах именуются храмовниками, тамплиерами. История этого католического ордена, основанного во времена Крестовых походов и уничтоженного в начале XIV века, овеяна легендами.


Популярно о микробиологии

В занимательной и доступной форме автор вводит читателя в удивительный мир микробиологии. Вы узнаете об истории открытия микроорганизмов и их жизнедеятельности. О том, что известно современной науке о морфологии, методах обнаружения, культивирования и хранения микробов, об их роли в поддержании жизни на нашей планете. О перспективах разработок новых технологий, применение которых может сыграть важную роль в решении многих глобальных проблем, стоящих перед человечеством.Книга предназначена широкому кругу читателей, всем, кто интересуется вопросами современной микробиологии и биотехнологии.