TED2014
Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet
ديبورا غوردون: ما يعلمنا النمل إياه عن الدماغ، السرطان والإنترنت
Filmed:
Readability: 4.5
1,481,089 views
تدرس عالمة البيئة ديبرا غوردون النمل في كل مكان تجده فيه ، في الصحراء وفي المناطق الاستوائية وفي مطبخها ... في هذا المحادثة الشيقة، تشرح شغفها بحشرات يسحقها أغلبنا فرحاً وبلا مبالاة. وتؤكد أن النمل قد يمنحنا مثال عمليا لدراسة مواضيع آخرى تشمل المرض والتقنية ودماغ الإنسان.
Deborah Gordon - Ecologist
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves. Full bio
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
I study ants
0
1099
1619
أنا أدرس النمل
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
2718
3297
في الصحاري، والغابات الاستوائية
00:18
and in my kitchen,
2
6015
1528
وفي مطبخي،
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
7543
4020
وفي الهضاب حول وادي السيليكون حيث أعيش.
00:23
I've recently realized that ants
4
11563
1676
وقد اكتشفت مؤخرًا أن النمل
00:25
are using interactions differently
5
13239
2278
يتواصل بطريقة مختلفة
00:27
in different environments,
6
15517
1828
في بيئات مختلفة،
00:29
and that got me thinking
that we could learn from this
that we could learn from this
7
17345
2000
وقد جعلني ذلك أفكر بأننا قد نتعلم منهم
00:31
about other systems,
8
19345
1555
شيئًا عن أنظمة أخرى،
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
20900
5588
مثل الأدمغة وشبكات البيانات التي نطورها،
00:38
and even cancer.
10
26488
2846
وكذلك حتى السرطان.
00:41
So what all these systems have in common
11
29334
1752
الشيء المشترك بين هذه الأنظمة
00:43
is that there's no central control.
12
31086
2857
أنه لا يوجد تحكم رئيسي.
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
33943
3820
مستعمرة النمل تتكون من الإناث
العاملات واللامتكاثرات
العاملات واللامتكاثرات
00:49
those are the ants you see walking around —
14
37763
2386
الذين ترونهم يتجولون دائمًا،
00:52
and then one or more reproductive females
15
40149
2156
وأيضًا واحدة أو أكثر من الإناث المتكاثرة
00:54
who just lay the eggs.
16
42305
2103
التي تضع البيض.
00:56
They don't give any instructions.
17
44408
2009
ولا تعطي أية أوامر.
00:58
Even though they're called queens,
18
46417
1984
مع أنهن يسمون ملكات،
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
48401
2165
لكنهن لا يقلن لأحد ماذا يفعل.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
50566
3276
في المستعمرة، لا يوجد صاحب سلطة،
01:05
and all systems like this without central control
21
53842
2778
وكل الأنظمة الشبيهة بدون تحكم رئيسي
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
56620
3919
يتم تنظيمها باستخدام تواصلات بسيطة.
01:12
Ants interact using smell.
23
60549
2727
النمل يتواصل بالرائحة.
01:15
They smell with their antennae,
24
63276
2187
يشمون عن طريق قرون الاستشعار،
ويتواصلون عن طريق قرون الاستشعار،
01:17
and they interact with their antennae,
25
65463
2761
01:20
so when one ant touches another with its antennae,
26
68224
3009
فعندما تلامس النملة نملةً أخرى بقرونها،
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
71233
1607
تستطيع أن تحدد مثلًا، إذا ما كانت
01:24
is a nestmate
28
72840
1634
من نفس العش
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
74474
4236
وماهي المهمة التي تقوم بها.
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
78710
3200
هنا تشاهدون العديد من النمل يجولون
01:33
and interacting in a lab arena
31
81910
1933
ويتواصلون في ميدان في المختبر
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
83843
3438
متصل بميادين أخرى عن طريق أنابيب.
01:39
So when one ant meets another,
33
87281
2504
عندما تلتقي نملة بأخرى،
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
89785
2089
لا يهم أي نملة كانت،
01:43
and they're actually not transmitting
35
91874
1885
في الواقع لا يتناقلون
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
93759
3465
أية إشارات أو رسائل معقدة.
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
97224
2111
لكن المهم هو معدل التقاء النملة
01:51
at which it meets other ants.
38
99335
2821
بنملات أخريات.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
102156
2757
ولو جمعنا كل هذه التواصلات،
01:56
produce a network.
40
104913
2505
ستكون شبكة.
01:59
So this is the network of the ants
41
107418
2210
هذه هي شبكة من النمل
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
109628
2644
كما رأيتموها تتجول في الميدان،
02:04
and it's this constantly shifting network
43
112272
3287
وهذه الشبكة المتغيرة باستمرار
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
115559
2520
هي ما يكوّن سلوك المستعمرة.
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
118079
2881
مثلًا هل يختبئون جميعهم في العش،
02:12
or how many are going out to forage.
46
120960
2694
أم كم عدد من يخرج بحثًا عن الطعام.
02:15
A brain actually works in the same way,
47
123654
1759
الدماغ في الواقع يعمل بنفس الطريقة،
02:17
but what's great about ants is
48
125413
1500
لكن العجيب بخصوص النمل
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
126913
4867
أنك تستطيع رؤية التشابك يحدث أمامك.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
131780
3100
هناك أكثر من 12000 فصيلة من النمل،
02:26
in every conceivable environment,
51
134880
2125
في كل بيئة ممكن أن تتصورها،
02:29
and they're using interactions differently
52
137005
2649
وهم يقومون بالتواصل بطرق مختلفة
02:31
to meet different environmental challenges.
53
139654
2768
ليتجاوزو صعوبة هذه التقلبات البيئية.
02:34
So one important environmental challenge
54
142422
2305
وأحد هذه التحديات البيئية
02:36
that every system has to deal with
55
144727
1870
التي على كل نظام أن يتعامل معها
02:38
is operating costs, just what it takes
56
146597
2083
هي تكاليف التشغيل، ما الذي يلزمه
02:40
to run the system.
57
148680
2265
لتشغيل هذا النظام.
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
150945
2548
والتحدي البيئي الأخر هو الموارد،
02:45
finding them and collecting them.
59
153493
2336
البحث عنها ثم جمعها.
02:47
In the desert, operating costs are high
60
155829
2783
في الصحاري، تكلفة التشغيل عالية
02:50
because water is scarce,
61
158612
1773
لقلة الماء،
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
160385
2499
والنمل آكل البذور الذي درسته في الصحاري
02:54
have to spend water to get water.
63
162884
2900
يجب عليه أن ينفق الماء ليحصل على الماء.
02:57
So an ant outside foraging,
64
165784
2139
حيث أن النمل الخارج للبحث عن الطعام
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
167923
2037
يبحث عن البذور تحت الشمس الحارقة،
03:01
just loses water into the air.
66
169960
2007
وبالتالي يتبخر منه الماء في الهواء.
03:03
But the colony gets its water
67
171967
1664
لكن المستعمرة تسترد ماءه
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
173631
1766
بتحليل الدهون في البذور
03:07
that they eat.
69
175397
1934
التي أكلها.
03:09
So in this environment, interactions are used
70
177331
3159
في هذه البيئة، التواصل يستخدم
03:12
to activate foraging.
71
180490
1549
لتفعيل البحث عن الطعام.
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
182039
2264
لا يخرج النمل للبحث عن الطعام حتى
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
184303
2573
يتواصل بشكل كاف مع العائدين للمستعمرة،
03:18
and what you see are the returning foragers
74
186876
1990
وما تشاهدونه الآن هو النمل العائد
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
188866
1824
يمشي داخل النفق باتجاه العش،
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
190690
2636
ويلتقي مع النمل الخارج أثناء دخوله.
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
193326
1623
هذا منطقي بالنسبة لنمل المستعمرة،
03:26
because the more food there is out there,
78
194949
2323
لأنه عندما يكون هناك طعام كاف بالخارج،
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
197272
1851
كلما وجده الباحثون بشكل أسرع،
03:31
the faster they come back,
80
199123
1236
وكلما أسرعوا كذلك في العودة،
03:32
and the more foragers they send out.
81
200359
2801
وكلما أرسلوا باحثين أكثر للخارج.
03:35
The system works to stay stopped,
82
203160
2507
النظام يعمل بالبقاء ساكنًا،
03:37
unless something positive happens.
83
205667
2015
إلى حين حدوث شئ إيجابي.
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
207682
3881
فالتواصل يعمل على تحفيز
الباحثين عن الطعام.
الباحثين عن الطعام.
03:43
And we've been studying
the evolution of this system.
the evolution of this system.
85
211563
2907
نحن ندرس تطور هذا النظام.
03:46
First of all, there's variation.
86
214470
1091
قبل كل شيء، هناك اختلاف.
03:47
It turns out that colonies are different.
87
215561
2479
اتضح لنا بأن المستعمرات تختلف.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
218040
2696
ففي الأيام الجافة،
يقل البحث عن الطعام في بعضها،
يقل البحث عن الطعام في بعضها،
03:52
so colonies are different in how
89
220736
1505
بالتالي فالمستعمرات مختلفة في كيفية
03:54
they manage this trade-off
90
222241
1354
التحكم في المفاضلة
03:55
between spending water to search for seeds
91
223595
3168
بين إنفاق الماء للبحث عن البذور
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
226763
3320
والحصول على الماء على شكل بذور.
04:02
And we're trying to understand why
93
230083
1719
نحن نحاول أن نفهم لماذا
04:03
some colonies forage less than others
94
231802
2140
بعض المستعمرات يقل بحثها عن الطعام
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
233942
2325
بتصوّر النمل على أنه خلايا عصبية،
04:08
using models from neuroscience.
96
236267
2338
باستخدام نموذج من علم الأعصاب.
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
238605
2674
فمثلما تجمع الخلية العصبية المحفّزات
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
241279
2006
من الخلايا الأخرى لتقرر ما إذا ستنطلق،
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
243285
2885
فإن النملة تجمع المحفّزات من النمل الأخر
04:18
to decide whether to forage.
100
246170
2023
لتقرر إذا ما ستخرج للبحث عن الطعام.
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
248193
1637
ما نبحث عنه هو احتمالية وجود
04:21
small differences among colonies
102
249830
1992
اختلاف بسيط بين المستعمرات
04:23
in how many interactions each ant needs
103
251822
3314
في كمية التواصلات التي تحتاجها كل نملة
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
255136
1926
قبل أن تقرر الخروج للبحث عن الطعام،
04:29
because a colony like that would forage less.
105
257062
3767
لأن مستعمرة كتلك سيقل فيها
الخروج للبحث عن الطعام.
الخروج للبحث عن الطعام.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
260829
3139
وهذا يثير تساؤلا آخر بالنسبة للدماغ.
04:35
We talk about the brain,
107
263968
1412
نحن نتحدث عن الدماغ،
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
265380
2890
لكن بالطبع فكل دماغ يختلف عن الأخر،
04:40
and maybe there are some individuals
109
268270
1379
واحتمال أن يكون هناك أشخاص
04:41
or some conditions
110
269649
1319
أو حالات
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
270968
3222
تكون فيها الخصائص الكهربائية
للخلايا العصبية
للخلايا العصبية
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
274190
3870
تحتاج محفّزات أكثر للانطلاق.
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
278060
3726
وذلك يؤدي إلى اختلاف في وظائف الدماغ.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
281786
2334
لكي نسأل سؤالًا يخص التطور،
04:56
we need to know about reproductive success.
115
284120
2679
نحتاج أن نعرف المزيد
عن النجاح التكاثري.
عن النجاح التكاثري.
04:58
This is a map of the study site
116
286799
2325
هذه خريطة موقع الدراسة
05:01
where I have been tracking this population
117
289124
2553
الذي أتابع فيه هذه المجتمعات
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
291677
3293
من مستعمرات النمل الكادحة من 28 سنة،
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
294970
2262
وهي فترة تقارب عمر المستعمرة.
05:09
Each symbol is a colony,
120
297232
2099
كل رمز يمثل مستعمرة.
05:11
and the size of the symbol is
how many offspring it had,
how many offspring it had,
121
299331
3266
وحجم الرمز يمثل حجم سلالتها،
05:14
because we were able to use genetic variation
122
302597
1913
ولأننا كنا قادرين على استخدام التنوع الجيني
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
304510
2711
للمقارنة بين المستعمرة الأم وسلالتها،
05:19
that is, to figure out which colonies
124
307221
3297
وذلك بالبحث عن تلك المستعمرات
05:22
were founded by a daughter queen
125
310518
1925
التي أنشأتها الملكة الابنة
05:24
produced by which parent colony.
126
312443
2068
للمستعمرة الأم.
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
314511
2002
وذلك كان مذهل بالنسبة لي،
بعد كل هذه السنوات،
بعد كل هذه السنوات،
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
316513
3128
وجدت، مثلًا، أن المستعمرة رقم 154،
05:31
whom I've known well for many years,
129
319641
2176
والتي كانت مؤلوفة لي لعدة سنوات،
05:33
is a great-grandmother.
130
321817
1819
أنها مستعمرة جدة.
05:35
Here's her daughter colony,
131
323636
1740
فها هي المستعمرة الابنة،
05:37
here's her granddaughter colony,
132
325376
2684
وها هي المستعمرة الحفيدة لها،
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
328060
2392
وتلك المستعمرة هي ابنة حفيدتها.
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
330452
2025
وبمتابعة ذلك، تعلمت
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
332477
3283
أن السلالة تشابه المستعمرة الأم
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
335760
2217
في قراراتها في الأيام الحارة
05:49
that they don't forage,
137
337977
1778
أن لا تخرج للبحث عن الطعام،
05:51
and the offspring of parent colonies
138
339755
1464
مع أن هذه السلالة من المستعمرات
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
341219
2906
تعيش بعيدةً جدًا عن بعضها
ولا تلتقي أبدًا،
ولا تلتقي أبدًا،
05:56
so the ants of the offspring colony
140
344125
2289
وبالتالي لايمكن أن يكون النمل فيها
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
346414
2244
قد استطاع تعلم ذلك من المستعمرة الأم.
06:00
And so our next step is to look
142
348658
1381
وبالتالي فإن خطوتنا التالية هي مراقبة
06:02
for the genetic variation
underlying this resemblance.
underlying this resemblance.
143
350039
5276
التنوع الجيني خلف هذا التشابه.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
355315
4125
بعدها سألت نفسي، حسنًا،
أي منهم هو الأفضل؟
أي منهم هو الأفضل؟
06:11
Over the time of the study,
145
359440
1460
أثناء وقت الدراسة،
06:12
and especially in the past 10 years,
146
360900
1465
وخاصة في العشر سنوات السابقة،
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
362365
3308
حيث حدث جفاف شديد جدًا
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
365673
2127
في جنوب غرب الولايات المتحدة،
06:19
and it turns out that the
colonies that conserve water,
colonies that conserve water,
149
367800
3053
وتبين عندها أن المستعمرات التي احتفظت بالماء،
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
370853
4429
حيث بقيت بالداخل حينما كان الجو حارًا جدًا
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
375282
2632
وضحّت بالحصول على الكثير من الطعام،
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
377914
2945
هي الأكثر احتمالية بأن يكون لها سلالة.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
380859
2269
طوال هذا الوقت، كنت أعتقد أن المستعمرة 154
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
383128
2670
هي الخاسرة، لأنها في الأيام شديدة الحرارة،
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
385798
1868
لا تجمع إلا القليل من الطعام،
06:39
while the other colonies were out
156
387666
1591
بعكس المستعمرات الأخرى والتي كانت
06:41
foraging, getting lots of food,
157
389257
2117
تبحث وتأتي بالكثير من الطعام،
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
391374
3020
لكن في الواقع، حققت المستعمرة 154 نجاحًا عظيمًا.
06:46
She's a matriarch.
159
394394
1332
أصبحت هي الأم الحاكمة.
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
395726
3052
هي واحدة من الجدات القلائل في هذا المكان.
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
398778
2785
حسب علمي، هذه هي المرة الأولى
06:53
that we've been able to track
162
401563
1639
التي استطعنا فيها أن نتتبع
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
403202
3001
التطور المستمر للسلوك الجماعي
06:58
in a natural population of animals
164
406203
2117
في مجتمع طبيعي من الحيوانات
07:00
and find out what's actually working best.
165
408320
4657
واكتشاف ما الذي يعمل بشكل أفضل.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
412977
2421
والآن، الانترنت يستخدم الخوارزميات
07:07
to regulate the flow of data
167
415398
2853
لينظم انتقال البيانات
07:10
that's very similar to the one
168
418251
2227
بطريقة شبيهة
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
420478
2376
لتلك التي يستخدمها النمل في تنظيم
07:14
the flow of foragers.
170
422854
1541
خروج الباحثين عن الطعام.
07:16
And guess what we call this analogy?
171
424395
3366
وخمنوا ماذا ندعوا هذه التناظر؟
07:19
The anternet is coming.
172
427761
1518
الأنتيرنت (شبكة النمل).
07:21
(Applause)
173
429279
1721
(تصفيق)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
431000
3454
البيانات لا تغادر الكمبيوتر المصدر
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
434454
2861
إلا اذا استلمت إشارة بأن هناك
نطاق ترددي كاف
نطاق ترددي كاف
07:29
for it to travel on.
176
437315
2729
لتنتقل فيه.
07:32
In the early days of the Internet,
177
440044
1441
في الأيام الأولى للانترنت،
07:33
when operating costs were really high
178
441485
2274
عندما كانت أنظمة التشغيل غالية جدًا
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
443759
3227
وكان من المهم جدًا عدم فقدان أية بيانات،
07:38
then the system was set up for interactions
180
446986
2157
فقد تم ضبط النظام على تفاعلات
07:41
to activate the flow of data.
181
449143
3062
لتنشيط انتقال البيانات.
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
452205
2385
من المذهل أن النمل يستخدم خوارزميات
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
454590
3896
مشابهة إلى حد ما لواحدة اكتشفناها مؤخرًا،
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
458486
2953
لكن هذه واحدة فقط من عدة خوارزميات للنمل
07:53
that we know about,
185
461439
1419
نعلم عنها،
07:54
and ants have had 130 million years
186
462858
3193
وقد استغرق النمل 130 مليون سنة
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
466051
2026
ليطوّر خوارزميات جيدة،
08:00
and I think it's very likely
188
468077
1506
وأعتقد أنه من المحتمل جدًا
08:01
that some of the other 12,000 species
189
469583
2557
أن بعض الـ 12000 نوع من الكائنات الأخرى
08:04
are going to have interesting algorithms
190
472140
2697
تمتلك خوارزميات مذهلة
08:06
for data networks
191
474837
1024
لبيانات الشبكات
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
475861
2697
التي لم نفكر فيها حتى الآن.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
478558
3085
إذًا ماذا يحدث عندما تنخفض تكلفة التشغيل؟
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
481643
1787
تكلفة التشغيل منخفضة في المناطق الاستوائية،
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
483430
2096
لأنها رطبة جدًا، ومن السهل على النمل
08:17
to be outside walking around.
196
485526
2824
أن يبقى يتجول في الخارج.
08:20
But the ants are so abundant
197
488350
1653
لكن النمل كثير جدًا
08:22
and diverse in the tropics
198
490003
1818
ومتنوع في المناطق الاستوائية
08:23
that there's a lot of competition.
199
491821
2598
وتوجد الكثير من المنافسة.
08:26
Whatever resource one species is using,
200
494419
1952
أي كانت الموارد التي تستهلكها الفصيلة،
08:28
another species is likely to be using that
201
496371
3172
فستكون هناك فصيلة أخرى تستهلك نفس الموارد
08:31
at the same time.
202
499543
2379
في نفس الوقت.
08:33
So in this environment, interactions are used
203
501922
2608
لذلك فإنه في هذه البيئة،التواصل يستخدم
08:36
in the opposite way.
204
504530
1945
في الاتجاه المعاكس.
08:38
The system keeps going
205
506475
1395
يستمر النظام في العمل
08:39
unless something negative happens,
206
507870
1554
إلى أن يحدث أمر سلبي،
08:41
and one species that I study makes circuits
207
509424
2167
وواحدة من تلك الفصائل التي درستها
تشكل دوائر
تشكل دوائر
08:43
in the trees of foraging ants
208
511591
2159
في أشجار النمل الباحث عن الطعام
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
513750
2981
بالتردد بين العش ومصدر الطعام،
08:48
just round and round,
210
516731
1329
مرة تلو الأخرى،
إلى حين حدوث أمر سيء،
08:50
unless something negative happens,
211
518060
1442
مثل التصادم
08:51
like an interaction
212
519502
1609
08:53
with ants of another species.
213
521111
2739
مع نمل من فصيلة أخرى.
08:55
So here's an example of ant security.
214
523850
2937
هنا مثال على أمن النمل.
08:58
In the middle, there's an ant
215
526787
1858
في المنتصف، هناك نملة
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
528645
2463
تغلق مدخل العش برأسها
09:03
in response to interactions with another species.
217
531108
2993
كحماية من التصادم مع فصيلة أخرى.
09:06
Those are the little ones running around
218
534101
1659
أولئك الصغار الذي يتجولون
09:07
with their abdomens up in the air.
219
535760
2751
وبطونهم مرتفعة إلى الأعلى.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
538511
2046
لكن بمجرد زوال الخطر،
09:12
the entrance is open again,
221
540557
2755
فإن المدخل يفتح من جديد،
09:15
and maybe there are situations
222
543312
1790
قد تكون هناك حالات
09:17
in computer security
223
545102
1089
في حماية الحاسوب
09:18
where operating costs are low enough
224
546191
2206
تكون فيها تكلفة التشغيل منخفضة
09:20
that we could just block access temporarily
225
548397
3375
بحيث نستطيع إغلاق الدخول مؤقتًا
09:23
in response to an immediate threat,
226
551772
2193
استجابةً لتهديد لحظي،
09:25
and then open it again,
227
553965
2026
ثم فتحه مرة أخرى،
09:27
instead of trying to build
228
555991
1269
بدلًا من محاولة بناء
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
557260
3980
جدار أو حصن دائم للحماية.
09:33
So another environmental challenge
230
561240
1940
هنا تحدي بيئي آخر
09:35
that all systems have to deal with
231
563180
1695
على جميع الأنظمة التعامل معه
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
564875
5452
وهو الموارد، إيجادها وجمعها.
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
570327
1673
ولعمل ذلك، قام النمل بحل مشكلة
09:44
of collective search,
234
572000
1258
البحث الجمعي،
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
573258
1576
وهذه المشكلة ذات أهمية كبيرة
09:46
right now in robotics,
236
574834
1484
في صناعة الروبوتات الآن،
09:48
because we've understood that,
237
576318
1732
ذلك لأننا فهمنا،
09:50
rather than sending a single,
238
578050
1614
أنه بدلًا من إرسال روبوت واحد،
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
579664
3495
معقد ومكلف
09:55
to explore another planet
240
583159
1417
ليستكشف كوكب أخر
09:56
or to search a burning building,
241
584576
2567
أو يبحث داخل مبنى يحترق،
09:59
that instead, it may be more effective
242
587143
2600
بالعكس، سيكون أكثر فعالية
10:01
to get a group of cheaper robots
243
589743
4377
أن تنتج مجموعة من الروبوتات الرخيصة
10:06
exchanging only minimal information,
244
594120
2545
تتبادل معلومات قليلة فقط،
10:08
and that's the way that ants do it.
245
596665
2799
وتلك هي الطريقة التي يتبعها النمل.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
599464
1765
النمل الفضي يغزو
10:13
makes expandable search networks.
247
601229
2330
ويعمل شبكة بحث متوسعة.
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
603559
2273
ويتعامل جيدًا مع المشكلة الأساسية
10:17
of collective search,
249
605832
1331
للبحث الجمعي،
10:19
which is the trade-off between
250
607163
2566
وذلك عن طريق المفاضلة بين
10:21
searching very thoroughly
251
609729
1336
البحث الدقيق
10:23
and covering a lot of ground.
252
611065
1997
وتغطية مساحة كبيرة.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
وما يفعلونه هو،
10:25
when there are many ants in a small space,
254
613957
2387
عندما يكون هناك الكثير من النمل
في مساحة صغيرة،
في مساحة صغيرة،
10:28
then each one can search very thoroughly
255
616344
2213
عندها تقوم كل واحدة بالبحث بدقة
10:30
because there will be another ant nearby
256
618557
1624
لأنه سيكون هناك نملة أخرى بالقرب منها
10:32
searching over there,
257
620181
1357
تقوم أيضًا بالبحث
10:33
but when there are a few ants
258
621538
1647
ولكن عندما يكون النمل قليل
10:35
in a large space,
259
623185
2055
في مساحة كبيرة،
10:37
then they need to stretch out their paths
260
625240
2414
عندها يحتاجون إلى توسيع طرقهم
10:39
to cover more ground.
261
627654
1803
لتغطي مساحة أكبر.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
629457
2954
أعتقد أنهم يستخدمون التواصل لتقييم الكثافة،
10:44
so when they're really crowded,
263
632411
1229
فعندما يكونون مزدحمين،
10:45
they meet more often,
264
633640
1102
فإنهم يلتقون أكثر،
10:46
and they search more thoroughly.
265
634742
2465
فيبحثون بدقة.
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
637207
3400
فصائل أخرى من النمل
تستخدم خوارزميات مختلفة،
تستخدم خوارزميات مختلفة،
10:52
because they've evolved to deal with
267
640607
2522
لأنها تطورت لتتعامل مع
10:55
different resources,
268
643129
1671
موارد مختلفة،
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
644800
2559
قد يكون من المفيد جدًا معرفة ذلك،
10:59
and so we recently asked ants
270
647359
1642
قمنا حديثًا بسؤال النمل
11:01
to solve the collective search problem
271
649001
2450
ليحل مشكلة البحث الجماعي
11:03
in the extreme environment
272
651451
1368
في بيئة متطرفة
11:04
of microgravity
273
652819
1558
معدومة الجاذبية
11:06
in the International Space Station.
274
654377
1976
في محطة الفضاء الرئيسية.
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
656353
1545
عندما رأيت تلك الصورة للوهلة الأولى، قلت،
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
657898
2857
أوه لا، لقد قاموا بوضع مسكن النمل
بشكل عمودي،
بشكل عمودي،
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
660755
2618
لكن بعدها أدركت، وبالطبع، أن ذلك لا يهم.
11:15
So the idea here is that the ants
278
663373
2637
الفكرة هنا أن النمل
11:18
are working so hard to hang on
279
666010
1970
يعمل جاهدًا على تسلق
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
667980
3057
الجدار أو السطح أو أيًا كان اسمه
11:23
that they're less likely to interact,
281
671037
3009
بحيث يكون الالتقاء بينهم أقل،
11:26
and so the relationship between
282
674046
1244
بالتالي فإن العلاقة بين
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
675290
2120
حجم الازدحام وغالبية الالتقاء
11:29
would be messed up.
284
677410
1725
ستعمها الفوضى.
11:31
We're still analyzing the data.
285
679135
1395
ما زلنا نقوم بتحليل البيانات.
11:32
I don't have the results yet.
286
680530
1964
والنتائج لم تظهر إلى الآن.
11:34
But it would be interesting to know
287
682494
1694
لكن سيكون من المثير أن نعرف
11:36
how other species solve this problem
288
684188
2459
كيف تقوم الفصائل الأخرى
بحل هذه المشكلة
بحل هذه المشكلة
11:38
in different environments on Earth,
289
686647
2564
في بيئات مختلفة على الأرض،
11:41
and so we're setting up a program
290
689211
1266
نحن نطور الآن برنامجًا
11:42
to encourage kids around the world
291
690477
2160
لتحفيز الأطفال حول العالم
11:44
to try this experiment with different species.
292
692637
2536
لتجربة ذلك مع فصائل مختلفة.
11:47
It's very simple.
293
695173
1767
الأمر بسيط جدًا.
11:48
It can be done with cheap materials.
294
696940
2090
وبالإمكان إنجازه بمواد رخيصة الثمن.
11:51
And that way, we could make a global map
295
699030
2833
بتلك الطريقة، نستطيع عمل خارطة عالمية
11:53
of ant collective search algorithms.
296
701863
3347
لخوارزميات البحث الجمعي للنمل.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
705210
2483
وأتوقع أنه من المحتمل جدًا
أن فصائل النمل الغازية
أن فصائل النمل الغازية
11:59
the ones that come into our buildings,
298
707693
2149
تلك التي تأتي إلى مبانينا،
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
جيدة جدًا في فعل ذلك،
12:03
because they're in your kitchen
300
711584
1848
تجدها في مطبخك
12:05
because they're really good
at finding food and water.
at finding food and water.
301
713432
3907
لأنها جيدة جدًا في إيجاد الطعام والماء.
12:09
So the most familiar resource for ants
302
717339
3265
أغلب المصادر المألوفة للنمل
12:12
is a picnic,
303
720604
1315
هو طعام النزهة،
12:13
and this is a clustered resource.
304
721919
2145
هذا يعتبر مصدر متجمع.
12:16
When there's one piece of fruit,
305
724064
999
عندما يكون هناك قطعة من الفواكة،
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
725063
2515
فمن المحتمل وجود قطعة فواكة أخرى
بالقرب منها،
بالقرب منها،
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
727578
3432
والنمل المتخصص في المصادر المتجمعة
12:23
use interactions for recruitment.
308
731010
1942
يستخدم التواصل في الغزو.
12:24
So when one ant meets another,
309
732952
1277
فعندما تلتقي نملة بأخرى،
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
734229
1625
أو عندما تلتقي بمواد كيميائية
12:27
on the ground by another,
311
735854
1736
على الأرض من نملة أخرى،
12:29
then it changes direction to follow
312
737590
1833
عندها تغير مسارها لتتبع
12:31
in the direction of the interaction,
313
739423
1573
الطريق باتجاه التواصل،
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
740996
1977
وهكذا تجد سلسلة من النمل
12:34
sharing your picnic.
315
742973
1413
تشاركك نزهتك.
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
744386
1695
والآن هذا هو المكان الذي أعتقد أنه يمكننا
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
746081
3741
أن نتعلم شيئًا من النمل عن السرطان.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
749822
1981
أعني، أولًا، من الواضح أنه يمكننا عمل الكثير
12:43
to prevent cancer
319
751803
1610
لمنع السرطان
12:45
by not allowing people to spread around
320
753413
2577
بعدم السماح للناس بنشر
12:47
or sell the toxins that promote
321
755990
1944
أو بيع السموم التي تساهم
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
757934
2780
في نمو السرطان داخل أجسادنا،
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
760714
2346
لكن لا أعتقد أن النمل سيساعدنا كثيرًا في ذلك
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
763060
3358
لأن النمل لا يقوم أبدًا بتسميم مستعمراته.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
766418
1332
لكن يمكننا تعلم شيئًا من النمل
12:59
about treating cancer.
326
767750
1763
في علاج السرطان.
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
769513
2225
هناك أنواع كثيرة ومختلفة من السرطانات.
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
771738
2978
كل واحد ينشأ في مكان محدد في الجسم،
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
774716
2966
وبعدها تنتشر بعض السرطانات
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
777682
2830
وتنتقل إلى أنسجة معينة أخرى
13:12
where they must be getting
resources that they need.
resources that they need.
331
780512
2880
تجد فيها الموارد التي تحتاج إليها.
13:15
So if you think from the perspective
332
783392
1808
فلو فكرنا من هذا المنظور
13:17
of early metastatic cancer cells
333
785200
1950
في الخلايا السرطانية المتنقلة
13:19
as they're out searching around
334
787150
1623
وهي هناك تبحث
13:20
for the resources that they need,
335
788773
2317
عن الموارد التي تحتاج إليها،
13:23
if those resources are clustered,
336
791090
1983
إذا كانت هذه الموارد متجمعة،
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
793073
3013
فمن المحتمل أن تستخدم التواصل للغزو،
13:28
and if we can figure out how
cancer cells are recruiting,
cancer cells are recruiting,
338
796086
3093
ولو عرفنا كيف
تقوم الخلايا السرطانية بالغزو،
تقوم الخلايا السرطانية بالغزو،
13:31
then maybe we could set traps
339
799179
2347
عندها قد يمكننا عمل فخ لها
13:33
to catch them before they become established.
340
801526
4049
واصطيادها قبل أن تصبح متطورة.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
805575
3235
النمل يستخدم التواصل بطرق مختلفة
13:40
in a huge variety of environments,
342
808810
2602
في بيئات متنوعة جدًا،
13:43
and we could learn from this
343
811412
1821
وقد نستطيع التعلم من ذلك
13:45
about other systems that operate
344
813233
1777
في الأنظمة التي تعمل
13:47
without central control.
345
815010
2337
بدون تحكم مركزي.
13:49
Using only simple interactions,
346
817347
1979
باستخدام التواصل البسيط فقط،
13:51
ant colonies have been performing
347
819326
1795
تطبق مستعمرات النمل
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
821121
3633
إنجازات مذهلة لأكثر من 130 مليون سنة.
13:56
We have a lot to learn from them.
349
824754
2140
هناك المزيد لنتعلمه منهم.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
شكرًا لكم.
(تصفيق)
14:01
(Applause)
351
829632
2733
ABOUT THE SPEAKER
Deborah Gordon - EcologistBy studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves.
Why you should listen
Ecologist Deborah M. Gordon has learned that ant colonies can work without central control by using simple interactions like how often the insects touch antennae. Contrary to the notion that colonies are organized by efficient ants, she has instead discovered that evolution has produced “noisy” systems that tolerate accident and respond flexibly to the environment. When conditions are tough, natural selection favors colonies that conserve resources.
Her studies of ant colonies have led her and her Stanford colleagues to the discovery of the “Anternet,” which regulates foraging in ants in the same way the internet regulates data traffic. But as she said to Wired in 2013, "Insect behavior mimicking human networks ... is actually not what’s most interesting about ant networks. What’s far more interesting are the parallels in the other direction: What have the ants worked out that we humans haven’t thought of yet?" Her latest exploration: How do ants behave in space?
Deborah Gordon | Speaker | TED.com