TED2014
Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet
Дебора Гордън: На какво ни учат мравките за мозъка, рака и интернет
Filmed:
Readability: 4.5
1,481,089 views
Екологът Дебора Гордън изучава мравките където може да ги намери – в пустинята, в тропическите гори, в своята кухня... В тази увлекателна беседа Гордън обяснява своето пристрастяване към насекомите, които повечето от нас с удоволствие биха изхвърлили с ръка без да се замислят. Защитава тезата, че животът на мравките е полезен модел за изучаване на много други теми, сред които тези за болестите, технологиите и човешкия мозък.
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
Изучавам мравките
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
2718
3297
в пустинята, в тропическата гора,
00:18
and in my kitchen,
2
6015
1528
в кухнята си
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
7543
4020
и по хълмовете около Силиконовата долина, където живея.
00:23
I've recently realized that ants
4
11563
1676
Скоро разбрах, че мравките
00:25
are using interactions differently
5
13239
2278
си взаимодействат по различен начин
00:27
in different environments,
6
15517
1828
в зависимост от външната среда
00:29
and that got me thinking
that we could learn from this
that we could learn from this
7
17345
2000
и това ме наведе на мисълта, че можем да се поучим този факт
00:31
about other systems,
8
19345
1555
и да го приложим при други системи
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
20900
5588
като мозъка и информационните мрежи, които проектираме,
00:38
and even cancer.
10
26488
2846
и дори при рака.
00:41
So what all these systems have in common
11
29334
1752
Общото за всички тези системи е,
00:43
is that there's no central control.
12
31086
2857
че нямат централно управление.
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
33943
3820
Колонията от мравки се състои от стерилни мравки-работнички –
00:49
those are the ants you see walking around —
14
37763
2386
това са мравките, които виждате да пълзят наоколо –
00:52
and then one or more reproductive females
15
40149
2156
както и от една или повече плодовити мравки,
00:54
who just lay the eggs.
16
42305
2103
които само снасят яйца.
00:56
They don't give any instructions.
17
44408
2009
Те не дават нареждания.
00:58
Even though they're called queens,
18
46417
1984
Въпреки че се наричат царици,
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
48401
2165
не казват на никого какво да прави.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
50566
3276
В колонията няма управляващ
01:05
and all systems like this without central control
21
53842
2778
и всички подобни системи без централно управление
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
56620
3919
се поддържат в ред чрез много прости взаимодействия.
01:12
Ants interact using smell.
23
60549
2727
Мравките използват обонянието си.
01:15
They smell with their antennae,
24
63276
2187
Усещат мирис с антените си
01:17
and they interact with their antennae,
25
65463
2761
и си взаимодействат чрез тях –
01:20
so when one ant touches another with its antennae,
26
68224
3009
когато една мравка докосне друга с антените си,
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
71233
1607
тя разбира например дали другата мравка
01:24
is a nestmate
28
72840
1634
е от същия мравуняк
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
74474
4236
и каква задача изпълнява.
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
78710
3200
Тук виждате много мравки да пълзят
01:33
and interacting in a lab arena
31
81910
1933
и да си взаимодействат в лабораторно пространство,
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
83843
3438
свързано чрез тръби с две други пространства.
01:39
So when one ant meets another,
33
87281
2504
Когато една мравка срещне друга,
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
89785
2089
няма значение коя е срещнатата мравка,
01:43
and they're actually not transmitting
35
91874
1885
и на практика мравките не си предават
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
93759
3465
някакъв сложен сигнал или съобщение.
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
97224
2111
Единственото, което има значение за мравката, е честотата,
01:51
at which it meets other ants.
38
99335
2821
с която среща други мравки.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
102156
2757
Всички тези взаимодействия взети заедно
01:56
produce a network.
40
104913
2505
образуват мрежа.
01:59
So this is the network of the ants
41
107418
2210
Това е мрежата на мравките,
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
109628
2644
които току-що видяхте да пълзят в лабораторното пространство,
02:04
and it's this constantly shifting network
43
112272
3287
и тази постоянно променяща се мрежа
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
115559
2520
представя поведението на колонията –
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
118079
2881
дали всички мравки се крият в мравуняка
02:12
or how many are going out to forage.
46
120960
2694
или колко от тях излизат да търсят храна.
02:15
A brain actually works in the same way,
47
123654
1759
Мозъкът на практика работи по същия начин,
02:17
but what's great about ants is
48
125413
1500
но страхотното при мравките е,
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
126913
4867
че можем да виждаме цялата мрежа в процеса на създаването ѝ.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
131780
3100
Съществуват повече от 12 000 вида мравки
02:26
in every conceivable environment,
51
134880
2125
при всевъзможни външни условия
02:29
and they're using interactions differently
52
137005
2649
и те си взаимодействат по различен начин,
02:31
to meet different environmental challenges.
53
139654
2768
за да посрещат различни предизвикателства на обкръжаващата ги среда.
02:34
So one important environmental challenge
54
142422
2305
Едно важно предизвикателство на средата,
02:36
that every system has to deal with
55
144727
1870
с което всяка система трябва да се справи,
02:38
is operating costs, just what it takes
56
146597
2083
са оперативните разходи – колко точно е нужно,
02:40
to run the system.
57
148680
2265
за да работи системата.
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
150945
2548
Друго предизвикателство на средата са ресурсите –
02:45
finding them and collecting them.
59
153493
2336
откриването и натрупването им.
02:47
In the desert, operating costs are high
60
155829
2783
В пустинята оперативните разходи са големи,
02:50
because water is scarce,
61
158612
1773
защото водата е оскъдна,
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
160385
2499
и хранещите се със семена мравки в пустинята, които изучавам,
02:54
have to spend water to get water.
63
162884
2900
трябва да изразходват вода, за да се сдобият вода.
02:57
So an ant outside foraging,
64
165784
2139
Една мравка, излязла навън за храна,
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
167923
2037
търсеща семена под горещото слънце,
03:01
just loses water into the air.
66
169960
2007
просто губи вода от изпарение.
03:03
But the colony gets its water
67
171967
1664
Но колонията получава вода
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
173631
1766
чрез извличането на мазнините от семената,
03:07
that they eat.
69
175397
1934
които изяжда.
03:09
So in this environment, interactions are used
70
177331
3159
В тази среда се използват взаимодействия,
03:12
to activate foraging.
71
180490
1549
за да се активира търсенето на храна.
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
182039
2264
Една мравка-търсач на храна не излиза навън,
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
184303
2573
ако няма достатъчно взаимодействия с връщащи се търсачи
03:18
and what you see are the returning foragers
74
186876
1990
и това, което виждате, са връщащите се търсачи,
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
188866
1824
които влизат в тунела, в мравуняка,
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
190690
2636
срещайки излизащите търсачи по пътя им навън.
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
193326
1623
Това има смисъл за колонията,
03:26
because the more food there is out there,
78
194949
2323
защото колкото повече храна има навън,
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
197272
1851
толкова по-бързо търсачите я намират,
03:31
the faster they come back,
80
199123
1236
по-бързо се връщат
03:32
and the more foragers they send out.
81
200359
2801
и пращат повече търсачи навън.
03:35
The system works to stay stopped,
82
203160
2507
Системата стои в покой,
03:37
unless something positive happens.
83
205667
2015
освен ако не се случи нещо положително.
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
207682
3881
Взаимодействията служат за активиране на търсачите.
03:43
And we've been studying
the evolution of this system.
the evolution of this system.
85
211563
2907
Ние изучаваме еволюцията на тази система.
03:46
First of all, there's variation.
86
214470
1091
Преди всичко има вариация.
03:47
It turns out that colonies are different.
87
215561
2479
Оказва се, че колониите са различни.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
218040
2696
В сухите дни някои колонии излизат по-рядко за храна,
03:52
so colonies are different in how
89
220736
1505
тоест колониите се различават по начина
03:54
they manage this trade-off
90
222241
1354
на управление на баланса
03:55
between spending water to search for seeds
91
223595
3168
между изразходването на вода в търсене на семена
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
226763
3320
и възвръщането на водата във вид на семена.
04:02
And we're trying to understand why
93
230083
1719
Опитваме се да разберем защо
04:03
some colonies forage less than others
94
231802
2140
някои колонии търсят храна по-рядко от останалите
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
233942
2325
чрез сравнението на мравките с неврони,
04:08
using models from neuroscience.
96
236267
2338
използвайки модели от невробиологията.
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
238605
2674
Точно както един неврон натрупва стимулациите си
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
241279
2006
от други неврони, за да реши дали да се възбуди,
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
243285
2885
мравката събира стимулации от останалите мравки,
04:18
to decide whether to forage.
100
246170
2023
за да реши дали да излезе за храна.
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
248193
1637
Това, което търсим, е дали би могло да има
04:21
small differences among colonies
102
249830
1992
малки разлики между колониите
04:23
in how many interactions each ant needs
103
251822
3314
в броя на взаимодействията, от които всяка мравка се нуждае,
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
255136
1926
за да пожелае да излезе и да търси храна,
04:29
because a colony like that would forage less.
105
257062
3767
защото такава колония би излизала по-рядко.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
260829
3139
Това повдига аналогичен въпрос за мозъка.
04:35
We talk about the brain,
107
263968
1412
Говорим за мозъка,
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
265380
2890
но всеки мозък, разбира се, малко се отличава
04:40
and maybe there are some individuals
109
268270
1379
и може би има определени хора
04:41
or some conditions
110
269649
1319
или условия,
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
270968
3222
при които електрическите свойства на невроните са такива,
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
274190
3870
че са им нужни повече стимули, за да се възбудят,
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
278060
3726
а това би довело до разлика във функционирането на мозъка.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
281786
2334
За да задаваме еволюционни въпроси,
04:56
we need to know about reproductive success.
115
284120
2679
трябва да познаваме репродуктивния успех.
04:58
This is a map of the study site
116
286799
2325
Това е карта на мястото на проучването,
05:01
where I have been tracking this population
117
289124
2553
където следя развитието на тази популация
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
291677
3293
от колонии на мравки-жътварки от 28 години –
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
294970
2262
това е приблизително продължителността на живота им.
05:09
Each symbol is a colony,
120
297232
2099
Всеки символ е колония,
05:11
and the size of the symbol is
how many offspring it had,
how many offspring it had,
121
299331
3266
а големината на символа показва какво потомство е имала тя,
05:14
because we were able to use genetic variation
122
302597
1913
защото можем да използваме генетична вариация,
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
304510
2711
за да свържем родителска с потомствена колония,
05:19
that is, to figure out which colonies
124
307221
3297
т.е. да разберем кои колонии
05:22
were founded by a daughter queen
125
310518
1925
са били основани от царица-дъщеря,
05:24
produced by which parent colony.
126
312443
2068
произхождаща от определена родителска колония.
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
314511
2002
За мен беше удивително след всички тези години
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
316513
3128
да открия например, че колония 154,
05:31
whom I've known well for many years,
129
319641
2176
която добре познавам от много години,
05:33
is a great-grandmother.
130
321817
1819
е прабаба.
05:35
Here's her daughter colony,
131
323636
1740
Ето дъщерната ѝ колония,
05:37
here's her granddaughter colony,
132
325376
2684
това е нейната колония-внучка,
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
328060
2392
а тези колонии са правнучките ѝ.
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
330452
2025
Благодарение на тези връзки научих,
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
332477
3283
че потомствените колонии приличат на родителските
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
335760
2217
в решенията за това кои дни са толкова горещи,
05:49
that they don't forage,
137
337977
1778
че няма да се излиза за храна.
05:51
and the offspring of parent colonies
138
339755
1464
Потомството на родителските колонии
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
341219
2906
живее толкова далече, че мравките никога не се срещат
05:56
so the ants of the offspring colony
140
344125
2289
и мравките-потомци
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
346414
2244
не могат да научат това поведение от родителите си.
06:00
And so our next step is to look
142
348658
1381
Следващата ни стъпка бе да потърсим
06:02
for the genetic variation
underlying this resemblance.
underlying this resemblance.
143
350039
5276
генетичната вариация, която стои зад тази прилика.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
355315
4125
И тогава можех да попитам, добре, кой се справя по-успешно?
06:11
Over the time of the study,
145
359440
1460
По време на проучването
06:12
and especially in the past 10 years,
146
360900
1465
и особено през последните 10 години,
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
362365
3308
имаше много голяма и влошаваща се суша
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
365673
2127
в Югозападните щати
06:19
and it turns out that the
colonies that conserve water,
colonies that conserve water,
149
367800
3053
и се оказа, че колониите, които съхраняват вода,
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
370853
4429
тези, които остават вътре, когато навън е наистина горещо
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
375282
2632
и така жертват събирането на възможно най-много храна,
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
377914
2945
е по-вероятно да имат потомствени колонии.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
380859
2269
През цялото време мислех, че колония 154
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
383128
2670
е губеща, защото в изключително сухите дни
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
385798
1868
излизаха съвсем малко търсачи,
06:39
while the other colonies were out
156
387666
1591
докато другите колонии бяха навън,
06:41
foraging, getting lots of food,
157
389257
2117
търсейки и намирайки много храна,
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
391374
3020
но всъщност колония 154 се оказа много успешна.
06:46
She's a matriarch.
159
394394
1332
Тя е матриарх.
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
395726
3052
Тя една от малкото прабаби на това място.
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
398778
2785
Доколкото знам, за пръв път
06:53
that we've been able to track
162
401563
1639
успяваме да проследим
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
403202
3001
продължаващата еволюция на колективното поведение
06:58
in a natural population of animals
164
406203
2117
при естествена популация на животни
07:00
and find out what's actually working best.
165
408320
4657
и разбираме какво на практика работи най-добре.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
412977
2421
Интернет използва алгоритъм
07:07
to regulate the flow of data
167
415398
2853
за регулиране на потока от данни,
07:10
that's very similar to the one
168
418251
2227
който много прилича на алгоритъма,
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
420478
2376
използван от мравките-жътварки за регулиране
07:14
the flow of foragers.
170
422854
1541
на потока търсачи на храна.
07:16
And guess what we call this analogy?
171
424395
3366
Познайте как наричаме тази аналогия!
07:19
The anternet is coming.
172
427761
1518
Идва мравконетът.
07:21
(Applause)
173
429279
1721
(Аплодисменти)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
431000
3454
По същия начин данните не напускат компютъра-първоизточник,
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
434454
2861
докато не получат сигнал, че има достатъчно диапазон,
07:29
for it to travel on.
176
437315
2729
за да отпътуват.
07:32
In the early days of the Internet,
177
440044
1441
В зората на интернет,
07:33
when operating costs were really high
178
441485
2274
когато оперативните разходи били наистина големи
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
443759
3227
и било истински важно да не се изгуби информация,
07:38
then the system was set up for interactions
180
446986
2157
системата била нагласена така, че взаимодействията да
07:41
to activate the flow of data.
181
449143
3062
активират потока от данни.
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
452205
2385
Интересно е, че мравките използват алгоритъм
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
454590
3896
толкова близък до този, който ние неотдавна изобретихме,
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
458486
2953
но това е само един от шепата техни алгоритми,
07:53
that we know about,
185
461439
1419
които са ни известни,
07:54
and ants have had 130 million years
186
462858
3193
а мравките са имали 130 милиона години
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
466051
2026
да развият куп добри попадения
08:00
and I think it's very likely
188
468077
1506
и мисля, че е много вероятно
08:01
that some of the other 12,000 species
189
469583
2557
някои от останалите 12 000 вида
08:04
are going to have interesting algorithms
190
472140
2697
да имат интересни алгоритми
08:06
for data networks
191
474837
1024
за информационни мрежи,
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
475861
2697
за които още не сме си и помисляли.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
478558
3085
А какво се случва, когато оперативните разходи са ниски?
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
481643
1787
Оперативните разходи са ниски в тропиците,
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
483430
2096
защото е много влажно и е лесно за мравките
08:17
to be outside walking around.
196
485526
2824
да бъдат навън и да пълзят наоколо.
08:20
But the ants are so abundant
197
488350
1653
Но мравките там са толкова много
08:22
and diverse in the tropics
198
490003
1818
и толкова разнообразни,
08:23
that there's a lot of competition.
199
491821
2598
че има голяма конкуренция.
08:26
Whatever resource one species is using,
200
494419
1952
Какъвто и ресурс да използва един вид,
08:28
another species is likely to be using that
201
496371
3172
вероятно е и друг вид да го използва
08:31
at the same time.
202
499543
2379
в същото време.
08:33
So in this environment, interactions are used
203
501922
2608
Затова в тази среда взаимодействията се използват
08:36
in the opposite way.
204
504530
1945
по обратния начин.
08:38
The system keeps going
205
506475
1395
Системата продължава да работи,
08:39
unless something negative happens,
206
507870
1554
докато не се случи нещо отрицателно.
08:41
and one species that I study makes circuits
207
509424
2167
Един от видовете, които изучавам, прави кръгове
08:43
in the trees of foraging ants
208
511591
2159
от мравки-търсачи по дърветата,
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
513750
2981
мравките се движат от мравуняка до източника на храна и обратно,
08:48
just round and round,
210
516731
1329
само в кръг,
08:50
unless something negative happens,
211
518060
1442
освен ако не се случи нещо отрицателно,
08:51
like an interaction
212
519502
1609
като среща
08:53
with ants of another species.
213
521111
2739
с мравки от друг вид.
08:55
So here's an example of ant security.
214
523850
2937
Ето един пример за охрана при мравките.
08:58
In the middle, there's an ant
215
526787
1858
По средата има една мравка,
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
528645
2463
която запушва входа на мравуняка с главата си
09:03
in response to interactions with another species.
217
531108
2993
в отговор на взаимодействия с друг вид.
09:06
Those are the little ones running around
218
534101
1659
Това са малките мравки, които пълзят наоколо
09:07
with their abdomens up in the air.
219
535760
2751
с вдигнати нагоре коремчета.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
538511
2046
Но веднага щом опасността премине,
09:12
the entrance is open again,
221
540557
2755
входът отново се отваря
09:15
and maybe there are situations
222
543312
1790
и може би има ситуации
09:17
in computer security
223
545102
1089
в компютърната защита,
09:18
where operating costs are low enough
224
546191
2206
при които оперативните разходи са толкова ниски,
09:20
that we could just block access temporarily
225
548397
3375
че можем просто да блокираме достъпа временно
09:23
in response to an immediate threat,
226
551772
2193
в отговор на непосредствена заплаха
09:25
and then open it again,
227
553965
2026
и после отново да го отворим,
09:27
instead of trying to build
228
555991
1269
вместо да се опитваме да строим
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
557260
3980
постоянна преграда или крепост.
09:33
So another environmental challenge
230
561240
1940
Друго предизвикателство на средата,
09:35
that all systems have to deal with
231
563180
1695
с което всички системи се сблъскват,
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
564875
5452
са ресурсите – откриването и натрупването им.
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
570327
1673
За да се справят с това, мравките решават проблема
09:44
of collective search,
234
572000
1258
на колективното търсене,
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
573258
1576
а това е много интересен проблем
09:46
right now in robotics,
236
574834
1484
в момента за роботиката,
09:48
because we've understood that,
237
576318
1732
защото разбрахме, че
09:50
rather than sending a single,
238
578050
1614
вместо да изпратим навън
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
579664
3495
един сложен, скъп робот
09:55
to explore another planet
240
583159
1417
да изследва друга планета
09:56
or to search a burning building,
241
584576
2567
или да претърсва горяща сграда,
09:59
that instead, it may be more effective
242
587143
2600
може би е по-ефективно
10:01
to get a group of cheaper robots
243
589743
4377
да вземем група по-евтини роботи,
10:06
exchanging only minimal information,
244
594120
2545
които обменят минимална информация –
10:08
and that's the way that ants do it.
245
596665
2799
точно така постъпват мравките.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
599464
1765
Инвазивните аржентински мравки
10:13
makes expandable search networks.
247
601229
2330
създават големи мрежи за търсене.
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
603559
2273
Те са добри в решаването на основния проблем
10:17
of collective search,
249
605832
1331
на колективното търсене –
10:19
which is the trade-off between
250
607163
2566
балансът между
10:21
searching very thoroughly
251
609729
1336
старателното търсене
10:23
and covering a lot of ground.
252
611065
1997
и покриването на голяма територия.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
Те правят следното:
10:25
when there are many ants in a small space,
254
613957
2387
когато има много мравки в малко пространство,
10:28
then each one can search very thoroughly
255
616344
2213
всяка от тях може да търси много усърдно,
10:30
because there will be another ant nearby
256
618557
1624
защото има и друга мравка наблизо,
10:32
searching over there,
257
620181
1357
която търси около себе си,
10:33
but when there are a few ants
258
621538
1647
но когато има едва няколко мравки
10:35
in a large space,
259
623185
2055
в широко пространство,
10:37
then they need to stretch out their paths
260
625240
2414
те трябва да удължат пътя си,
10:39
to cover more ground.
261
627654
1803
за да покрият повече площ.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
629457
2954
Мисля, че използват взаимодействията, за да преценят гъстотата си –
10:44
so when they're really crowded,
263
632411
1229
когато са цяла тълпа,
10:45
they meet more often,
264
633640
1102
се срещат по-често
10:46
and they search more thoroughly.
265
634742
2465
и търсят по-старателно.
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
637207
3400
Различните видове мравки използват различни алгоритми,
10:52
because they've evolved to deal with
267
640607
2522
защото в развитието си са имали работа с
10:55
different resources,
268
643129
1671
различни ресурси
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
644800
2559
и би било истински полезно да научим за тях,
10:59
and so we recently asked ants
270
647359
1642
ето защо неотдавна помолихме мравките
11:01
to solve the collective search problem
271
649001
2450
да решат проблема на колективното търсене
11:03
in the extreme environment
272
651451
1368
в екстремна среда –
11:04
of microgravity
273
652819
1558
при безтегловност
11:06
in the International Space Station.
274
654377
1976
на Международната космическа станция.
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
656353
1545
Когато за пръв път видях тази снимка, си помислих:
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
657898
2857
„О, не, монтирали са местообитанието вертикално!“,
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
660755
2618
но после, разбира се, осъзнах, че няма значение.
11:15
So the idea here is that the ants
278
663373
2637
Идеята тук е, че мравките
11:18
are working so hard to hang on
279
666010
1970
полагат толкова големи усилия да се задържат
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
667980
3057
на стената или на пода или както там го наречем,
11:23
that they're less likely to interact,
281
671037
3009
че е по-малко вероятно да си взаимодействат
11:26
and so the relationship between
282
674046
1244
и така връзката между
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
675290
2120
числеността им и честотата на срещите им
11:29
would be messed up.
284
677410
1725
ще се обърка.
11:31
We're still analyzing the data.
285
679135
1395
Все още анализираме данните.
11:32
I don't have the results yet.
286
680530
1964
Все още нямам резултати.
11:34
But it would be interesting to know
287
682494
1694
Но би било интересно да знаем
11:36
how other species solve this problem
288
684188
2459
как другите видове решават този проблем
11:38
in different environments on Earth,
289
686647
2564
на различни места по Земята,
11:41
and so we're setting up a program
290
689211
1266
затова започваме програма,
11:42
to encourage kids around the world
291
690477
2160
която да поощри децата по света
11:44
to try this experiment with different species.
292
692637
2536
да опитат този експеримент с различни видове.
11:47
It's very simple.
293
695173
1767
Той е много прост.
11:48
It can be done with cheap materials.
294
696940
2090
Може да се направи с евтини материали.
11:51
And that way, we could make a global map
295
699030
2833
Бихме могли да направим глобална карта
11:53
of ant collective search algorithms.
296
701863
3347
на алгоритмите за колективно търсене на мравките.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
705210
2483
И мисля, че е много вероятно инвазивните видове,
11:59
the ones that come into our buildings,
298
707693
2149
тези които влизат в сградите ни,
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
да бъдат наистина добри в това,
12:03
because they're in your kitchen
300
711584
1848
защото са в кухнята ви,
12:05
because they're really good
at finding food and water.
at finding food and water.
301
713432
3907
защото наистина са способни да намират храна и вода.
12:09
So the most familiar resource for ants
302
717339
3265
Най-познатият източник на храна за мравките
12:12
is a picnic,
303
720604
1315
е пикникът
12:13
and this is a clustered resource.
304
721919
2145
и той е изобилен източник.
12:16
When there's one piece of fruit,
305
724064
999
Там, където има парченце плод
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
725063
2515
е вероятно да има и друго наблизо
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
727578
3432
и мравките, специализирани в ресурси, събрани накуп
12:23
use interactions for recruitment.
308
731010
1942
използват взаимодействията за набиране на търсачи.
12:24
So when one ant meets another,
309
732952
1277
Когато една мравка срещне друга
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
734229
1625
или попадне на химикал, оставен
12:27
on the ground by another,
311
735854
1736
по земята от друга мравка,
12:29
then it changes direction to follow
312
737590
1833
тя променя посоката си на движение
12:31
in the direction of the interaction,
313
739423
1573
според посоката на взаимодействието
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
740996
1977
и точно така се получава веригата от мравки,
12:34
sharing your picnic.
315
742973
1413
които споделят пикника ви.
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
744386
1695
Мисля, че тук е мястото, където можем
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
746081
3741
да научим нещо от мравките за рака.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
749822
1981
Имам предвид, че очевидно можем да направим много,
12:43
to prevent cancer
319
751803
1610
за да се предпазим от рак,
12:45
by not allowing people to spread around
320
753413
2577
като не позволяваме на хората да разпространяват
12:47
or sell the toxins that promote
321
755990
1944
или да продават токсините, които допринасят
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
757934
2780
за развитието на рак в телата ни,
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
760714
2346
но не мисля, че мравките могат да ни помогнат много с това,
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
763060
3358
защото те никога не тровят собствените си колонии.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
766418
1332
Но може би можем да научим нещо от тях
12:59
about treating cancer.
326
767750
1763
във връзка с лечението на рака.
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
769513
2225
Има много и различни видове рак.
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
771738
2978
Всеки от тях възниква в определена част от тялото
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
774716
2966
и после някои видове се разпростират
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
777682
2830
или образуват метастази в отделни други тъкани,
13:12
where they must be getting
resources that they need.
resources that they need.
331
780512
2880
където вероятно получават ресурсите, от които се нуждаят.
13:15
So if you think from the perspective
332
783392
1808
Ако помислите от гледната точка
13:17
of early metastatic cancer cells
333
785200
1950
на първите метастазни ракови клетки,
13:19
as they're out searching around
334
787150
1623
докато търсят наоколо
13:20
for the resources that they need,
335
788773
2317
ресурсите, от които се нуждаят,
13:23
if those resources are clustered,
336
791090
1983
ако тези ресурси са струпани на едно място,
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
793073
3013
метастазните клетки вероятно ще използват мобилизиращи взаимодействия
13:28
and if we can figure out how
cancer cells are recruiting,
cancer cells are recruiting,
338
796086
3093
и ако разберем по какъв начин раковите клетки мобилизират останалите,
13:31
then maybe we could set traps
339
799179
2347
бихме могли да заложим капани
13:33
to catch them before they become established.
340
801526
4049
и да ги хванем преди да са се установили.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
805575
3235
И така, мравките използват взаимодействия по различни начини
13:40
in a huge variety of environments,
342
808810
2602
в огромно разнообразие от обкръжения
13:43
and we could learn from this
343
811412
1821
и бихме могли да се учим от тях
13:45
about other systems that operate
344
813233
1777
във връзка с други системи, които функционират
13:47
without central control.
345
815010
2337
без централно управление.
13:49
Using only simple interactions,
346
817347
1979
Използвайки само прости взаимодействия,
13:51
ant colonies have been performing
347
819326
1795
колониите на мравките са постигнали
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
821121
3633
удивителни неща за повече от 130 милиона години.
13:56
We have a lot to learn from them.
349
824754
2140
Имаме много да учим от тях.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
Благодаря ви.
14:01
(Applause)
351
829632
2733
(Аплодисменти)
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