Stats

Πέμπτη, 20 Αυγούστου 2015

Τι σχέση έχει το μυρμήγκι με τα Μαθηματικά;

Όποιος έχει παρακολουθήσει μια ομάδα από μυρμήγκια να μεταφέρoυν μία μεγάλη ψίχα πίσω στη φωλιά τους έχει ίσως αναρωτηθεί πώς αυτά τα μικροσκοπικά πλάσματα καταφέρνουν να διαχειριστούν το δύσκολο αυτό έργο. Νέα έρευνα από το Ινστιτούτο Weizmann, η οποία εμφανίστηκε σήμερα στο περιοδικό Nature Communications, εξηγεί πώς μια ισορροπία των επιμέρους κατευθυνόμενων και κομφορμιστικών συμπεριφορών επιτρέπει στα μυρμήγκια να εργαστούν από κοινού για να μετακινήσουν την τροφή τους στην επιθυμητή κατεύθυνση.


Για να κουβαλήσουν ένα μεγάλο αντικείμενο, μια σειρά από μυρμήγκια το περιβάλλουν όπου οι πίσω το σηκώνουν και οι μπροστά το τραβούν. Πώς όμως παραμένουν σε τροχιά; Ο Δρ Ofer Feinerman και η ομάδα του στο Ινστιτούτο Φυσικής Σύνθετων Συστημάτων με χρήση βίντεο απεικόνισαν τις κινήσεις μεμονωμένων μυρμηγκιών σε μια ομάδα που είχε μαζί της ένα μεγάλο στοιχείο τροφίμων προς τη φωλιά τους. Όσο περισσότερα μυρμήγκια γύρω από το αντικείμενο (για, π.χ., ένα κομμάτι δημητριακά) τόσο πιο γρήγορα θα μπορούσαν να το μετακινήσουν. Αν και το κομμάτι των τροφίμων ταξίδεψε πάντα στη γενική κατεύθυνση της φωλιάς, η διαδρομή της ήταν περιείχε λάθος στροφές και διορθώσεις.

Στο βίντεο μπορεί να δει κανείς επιμέρους μυρμήγκια που βοηθούν στο κουβάλημα για ένα μικρό διάστημα μετά από το οποίο αντικαθίστανται από νέα. Όταν αυτά τα νέα μυρμήγκια κινητοποιηθούν βοηθούν στην καλύτερη χάραξη της πορείας προς την φωλιά καθώς οι παλιοί μεταφορείς έχουν κουραστεί και κάνουν μικρά λάθη στην σωστή πορεία. Έτσι κάθε νέο μυρμήγκι διορθώνει προσωρινά το σύστημα διεύθυνσης του αντικειμένου προς την φωλιά. Κάθε νέο μυρμήγκι οδηγεί την κίνηση για περίπου 10-20 δευτερόλεπτα.

Η ομάδα του καθηγητή Nir Gov του Ινστιτούτου Weizmann βρήκε ένα μαθηματικό μοντέλο που περιγράφει αυτή την συνεργατική συμπεριφορά. Το μοντέλο αυτό περιγράφει την κρίσιμη ισοροπία που πρέπει να ικανοποιείται κάθε στιγμή μεταξύ ικανότητας να μεταφέρει αλλά και να οδηγήσει με τα λιγότερα δυνατόν λάθη πορείας. Ο συντονισμός μεταξύ των παικτών της ομάδας θυμίζει σε μεγάλο βαθμό την θεωρία παιγνίων. Το μοντέλο είναι μια παραλλαγή του λεγόμενου μοντέλου Ising, το οποίο χρησιμοποιείται για να περιγράψει με τη βοήθεια της Στατιστικής φυσικά φαινόμενα.
Τι μπορεί αυτή η μελέτη μας διδάξει για το ρόλο της ατομικότητας μέσα σε μια ομάδα κοινωνικών ζώων;
Feinerman: «Σε αυτό το σύστημα, η σοφία δεν προέρχεται από τα πλήθη Αντίθετα, ορισμένα άτομα προσφέρουν τα« μυαλά »και ο ρόλος της ομάδας είναι να ενισχύσει με την δύναμη της την συνολική μεταφορική ικανότητα.»


Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου