TED2014
Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet
Deborah Gordon: Wat mieren ons leren over het brein, kanker en het internet
Filmed:
Readability: 4.5
1,481,089 views
Ecologe Deborah Gordon bestudeert mieren waar ze ze maar kan vinden -- in de woestijn, in de tropen, in haar keuken ... In deze fascinerende talk legt ze uit waarom ze geobsedeerd is door insecten die de meesten van ons zonder nadenken doodmeppen. Ze zegt dat het leven van de mier een nuttig model kan bieden om over vele andere onderwerpen te leren, zoals over ziekte, technologie en het menselijke brein.
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
Ik bestudeer mieren
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
2718
3297
in de woestijn,
in het tropische woud
in het tropische woud
00:18
and in my kitchen,
2
6015
1528
in mijn keuken
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
7543
4020
en in de heuvels rond Silicon Valley,
waar ik woon.
waar ik woon.
Onlangs besefte ik
dat mieren
dat mieren
00:23
I've recently realized that ants
4
11563
1676
00:25
are using interactions differently
5
13239
2278
anders interageren
00:27
in different environments,
6
15517
1828
in verschillende omgevingen.
Dat gaf me het idee
dat we daaruit wat kunnen leren
dat we daaruit wat kunnen leren
00:29
and that got me thinking
that we could learn from this
that we could learn from this
7
17345
2000
00:31
about other systems,
8
19345
1555
over andere systemen,
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
20900
5588
zoals hersenen,
onze datanetwerken
onze datanetwerken
00:38
and even cancer.
10
26488
2846
en zelfs kanker.
00:41
So what all these systems have in common
11
29334
1752
Wat al deze systemen
gemeen hebben,
gemeen hebben,
00:43
is that there's no central control.
12
31086
2857
is dat er geen
centrale controle is.
centrale controle is.
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
33943
3820
Een mierenkolonie bestaat
uit steriele vrouwelijke werkers -
uit steriele vrouwelijke werkers -
00:49
those are the ants you see walking around —
14
37763
2386
dat zijn de mieren
die je ziet rondlopen -
die je ziet rondlopen -
00:52
and then one or more reproductive females
15
40149
2156
en ook nog wat
reproductieve wijfjes
reproductieve wijfjes
00:54
who just lay the eggs.
16
42305
2103
die alleen
maar eieren leggen.
maar eieren leggen.
00:56
They don't give any instructions.
17
44408
2009
Ze geven geen instructies.
00:58
Even though they're called queens,
18
46417
1984
Ook al worden ze
koninginnen genoemd,
koninginnen genoemd,
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
48401
2165
ze delen
geen bevelen uit.
geen bevelen uit.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
50566
3276
In een mierenkolonie is er
niemand verantwoordelijk.
niemand verantwoordelijk.
01:05
and all systems like this without central control
21
53842
2778
Alle systemen
zonder centrale controle
zonder centrale controle
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
56620
3919
worden geregeld
door zeer eenvoudige interacties.
door zeer eenvoudige interacties.
01:12
Ants interact using smell.
23
60549
2727
Mieren communiceren
met behulp van geur.
met behulp van geur.
01:15
They smell with their antennae,
24
63276
2187
Ze ruiken met hun antennes,
en ze interageren
met hun antennes.
met hun antennes.
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
Als bijvoorbeeld een mier
een andere betast met haar antennes,
een andere betast met haar antennes,
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
71233
1607
merkt ze of de andere mier
01:24
is a nestmate
28
72840
1634
een nestgenoot is
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
74474
4236
en met welke taak
die andere mier bezig was.
die andere mier bezig was.
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
78710
3200
Hier zie je
veel mieren bewegen
veel mieren bewegen
01:33
and interacting in a lab arena
31
81910
1933
en interageren
in een lab-arena
in een lab-arena
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
83843
3438
die door buizen met twee
andere arena’s is verbonden.
andere arena’s is verbonden.
01:39
So when one ant meets another,
33
87281
2504
Wanneer een mier
een andere mier ontmoet,
een andere mier ontmoet,
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
89785
2089
maakt het niet uit
welke mier ze ontmoet.
welke mier ze ontmoet.
01:43
and they're actually not transmitting
35
91874
1885
Ze wisselen helemaal geen
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
93759
3465
ingewikkelde signalen of berichten uit.
Het enige dat voor de mier telt,
is de frequentie
is de frequentie
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
97224
2111
01:51
at which it meets other ants.
38
99335
2821
waarmee ze
andere mieren tegenkomt.
andere mieren tegenkomt.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
102156
2757
Al deze interacties tezamen
01:56
produce a network.
40
104913
2505
produceren een netwerk.
01:59
So this is the network of the ants
41
107418
2210
Dit is het netwerk van de mieren
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
109628
2644
die je net zag bewegen in de arena.
02:04
and it's this constantly shifting network
43
112272
3287
Dat voortdurend
veranderende netwerk
veranderende netwerk
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
115559
2520
maakt het gedrag
van de kolonie uit.
van de kolonie uit.
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
118079
2881
Zoals hoeveel mieren
zijn ondergedoken in het nest,
zijn ondergedoken in het nest,
02:12
or how many are going out to forage.
46
120960
2694
of hoeveel er vertrekken
om te foerageren.
om te foerageren.
Een brein werkt eigenlijk
op dezelfde manier,
op dezelfde manier,
02:15
A brain actually works in the same way,
47
123654
1759
02:17
but what's great about ants is
48
125413
1500
maar het fijne
bij mieren is
bij mieren is
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
126913
4867
dat je het hele netwerk
in werking kunt zien.
in werking kunt zien.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
131780
3100
Er zijn meer
dan 12.000 soorten mieren.
dan 12.000 soorten mieren.
02:26
in every conceivable environment,
51
134880
2125
Ze komen voor
in elke denkbare omgeving,
in elke denkbare omgeving,
02:29
and they're using interactions differently
52
137005
2649
en ze passen
hun interacties aan
hun interacties aan
02:31
to meet different environmental challenges.
53
139654
2768
aan verschillende
milieu-uitdagingen.
milieu-uitdagingen.
02:34
So one important environmental challenge
54
142422
2305
Een belangrijke
milieu-uitdaging
milieu-uitdaging
waar elk systeem
rekening moet mee houden,
rekening moet mee houden,
02:36
that every system has to deal with
55
144727
1870
02:38
is operating costs, just what it takes
56
146597
2083
zijn de werkingskosten,
of wat er nodig is
of wat er nodig is
02:40
to run the system.
57
148680
2265
om het systeem
draaiende te houden.
draaiende te houden.
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
150945
2548
Een ander milieuprobleem
zijn de middelen,
zijn de middelen,
02:45
finding them and collecting them.
59
153493
2336
ze te vinden
en te verzamelen.
en te verzamelen.
02:47
In the desert, operating costs are high
60
155829
2783
In de woestijn
zijn de werkingskosten hoog
zijn de werkingskosten hoog
02:50
because water is scarce,
61
158612
1773
omdat water schaars is.
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
160385
2499
De zaadetende mieren
die ik in de woestijn bestudeer,
die ik in de woestijn bestudeer,
02:54
have to spend water to get water.
63
162884
2900
moeten water verbruiken
om water te halen.
om water te halen.
02:57
So an ant outside foraging,
64
165784
2139
Een buiten foeragerende mier,
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
167923
2037
op zoek naar zaden
in de hete zon,
in de hete zon,
03:01
just loses water into the air.
66
169960
2007
verliest water
door verdamping.
door verdamping.
Maar de kolonie krijgt
net zijn water
net zijn water
03:03
But the colony gets its water
67
171967
1664
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
173631
1766
door het metaboliseren
van de vetten uit de zaden die ze eten.
van de vetten uit de zaden die ze eten.
03:07
that they eat.
69
175397
1934
03:09
So in this environment, interactions are used
70
177331
3159
In deze omgeving
worden interacties gebruikt
worden interacties gebruikt
03:12
to activate foraging.
71
180490
1549
om het foerageren
te activeren.
te activeren.
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
182039
2264
Een foerageerster
vertrekt niet,
vertrekt niet,
tenzij ze genoeg interacties heeft
met terugkerende foerageersters.
met terugkerende foerageersters.
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
184303
2573
03:18
and what you see are the returning foragers
74
186876
1990
Hier zie je
terugkerende foerageersters
terugkerende foerageersters
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
188866
1824
via de tunnel het nest ingaan,
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
190690
2636
en vertrekkende foerageersters
op weg naar buiten tegenkomen.
op weg naar buiten tegenkomen.
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
193326
1623
Dit is logisch voor de mierenkolonie,
03:26
because the more food there is out there,
78
194949
2323
want hoe meer voedsel er is,
hoe sneller
de foerageersters het vinden,
de foerageersters het vinden,
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
197272
1851
03:31
the faster they come back,
80
199123
1236
hoe sneller ze terugkomen,
03:32
and the more foragers they send out.
81
200359
2801
en hoe meer foerageersters
ze op pad sturen.
ze op pad sturen.
03:35
The system works to stay stopped,
82
203160
2507
Het systeem blijft inactief,
03:37
unless something positive happens.
83
205667
2015
totdat er iets positiefs gebeurt.
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
207682
3881
Interacties dienen dus
om foerageersters te activeren.
om foerageersters te activeren.
03:43
And we've been studying
the evolution of this system.
the evolution of this system.
85
211563
2907
We hebben de evolutie
van dit systeem bestudeerd.
van dit systeem bestudeerd.
03:46
First of all, there's variation.
86
214470
1091
Er is variatie.
03:47
It turns out that colonies are different.
87
215561
2479
Het blijkt dat kolonies verschillen.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
218040
2696
Op droge dagen
foerageren sommige kolonies minder.
foerageren sommige kolonies minder.
03:52
so colonies are different in how
89
220736
1505
Kolonies verschillen in
03:54
they manage this trade-off
90
222241
1354
de manier van afwegen
03:55
between spending water to search for seeds
91
223595
3168
tussen het verbruik van water
om zaden te zoeken
om zaden te zoeken
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
226763
3320
en het recupereren van water
in de vorm van zaden.
in de vorm van zaden.
04:02
And we're trying to understand why
93
230083
1719
We proberen te begrijpen
waarom sommige kolonies
minder foerageren dan andere
minder foerageren dan andere
04:03
some colonies forage less than others
94
231802
2140
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
233942
2325
door over mieren te denken als neuronen,
04:08
using models from neuroscience.
96
236267
2338
met modellen uit de neurowetenschappen.
Net zoals een neuron
zijn stimulaties van andere neuronen
zijn stimulaties van andere neuronen
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
238605
2674
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
241279
2006
optelt om te beslissen of het zal vuren,
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
243285
2885
voegt een mier haar stimulaties
door andere mieren samen
door andere mieren samen
04:18
to decide whether to forage.
100
246170
2023
om te beslissen
of ze gaat foerageren.
of ze gaat foerageren.
Waar we naar op zoek zijn,
is of er misschien
is of er misschien
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
248193
1637
04:21
small differences among colonies
102
249830
1992
kleine verschillen
tussen kolonies bestaan
tussen kolonies bestaan
04:23
in how many interactions each ant needs
103
251822
3314
in hoeveel interacties
elke mier nodig heeft
elke mier nodig heeft
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
255136
1926
voordat ze gaat foerageren,
04:29
because a colony like that would forage less.
105
257062
3767
omdat zo'n kolonie
minder zou foerageren.
minder zou foerageren.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
260829
3139
Dit werpt een analoge vraag op
over hersenen.
over hersenen.
04:35
We talk about the brain,
107
263968
1412
We praten over het brein,
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
265380
2890
maar natuurlijk is elk brein
iets anders.
iets anders.
Misschien zijn er sommige individuen
04:40
and maybe there are some individuals
109
268270
1379
04:41
or some conditions
110
269649
1319
of sommige voorwaarden
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
270968
3222
waarbij de elektrische eigenschappen
van neuronen zodanig zijn
van neuronen zodanig zijn
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
274190
3870
dat ze meer stimulansen
nodig hebben om te vuren,
nodig hebben om te vuren,
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
278060
3726
wat zou leiden tot verschillen
in de hersenfunctie.
in de hersenfunctie.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
281786
2334
Om evolutionaire vragen
te stellen,
te stellen,
04:56
we need to know about reproductive success.
115
284120
2679
moeten we iets weten
over reproductief succes.
over reproductief succes.
04:58
This is a map of the study site
116
286799
2325
Dit is een kaart van het studiegebied
05:01
where I have been tracking this population
117
289124
2553
waar ik deze populatie
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
291677
3293
van harvester-mierenkolonies
al 28 jaar opvolg,
al 28 jaar opvolg,
wat ongeveer overeenkomt
met de levensduur van een kolonie.
met de levensduur van een kolonie.
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
294970
2262
05:09
Each symbol is a colony,
120
297232
2099
Elk symbool is een kolonie,
en de grootte van het symbool
geeft aan hoeveel dochterkolonies ze had.
geeft aan hoeveel dochterkolonies ze had.
05:11
and the size of the symbol is
how many offspring it had,
how many offspring it had,
121
299331
3266
05:14
because we were able to use genetic variation
122
302597
1913
We konden genetische variatie gebruiken
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
304510
2711
om de afstamming van ouder-
en dochterkolonies te bepalen.
en dochterkolonies te bepalen.
05:19
that is, to figure out which colonies
124
307221
3297
Anders gezegd,
om erachter te komen welke kolonies
om erachter te komen welke kolonies
05:22
were founded by a daughter queen
125
310518
1925
opgericht door een dochter-koningin
05:24
produced by which parent colony.
126
312443
2068
afkomstig waren
van welke ouder-kolonie.
van welke ouder-kolonie.
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
314511
2002
Wat ik geweldig vond,
was om na al die jaren
was om na al die jaren
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
316513
3128
uit te vinden
dat bijvoorbeeld kolonie 154,
dat bijvoorbeeld kolonie 154,
05:31
whom I've known well for many years,
129
319641
2176
die ik al vele jaren kende,
05:33
is a great-grandmother.
130
321817
1819
een overgrootmoeder is.
05:35
Here's her daughter colony,
131
323636
1740
Hier is haar dochter-kolonie,
05:37
here's her granddaughter colony,
132
325376
2684
hier is haar
kleindochter-kolonie,
kleindochter-kolonie,
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
328060
2392
en dit zijn
haar achterkleindochter-kolonies.
haar achterkleindochter-kolonies.
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
330452
2025
Daardoor vond ik
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
332477
3283
dat dochter-kolonies
lijken op ouder-kolonies
lijken op ouder-kolonies
in hun beslissingen
over welke dagen te heet zijn
over welke dagen te heet zijn
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
335760
2217
05:49
that they don't forage,
137
337977
1778
om te foerageren,
terwijl de dochters
van de ouder-kolonies
van de ouder-kolonies
05:51
and the offspring of parent colonies
138
339755
1464
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
341219
2906
zo ver van elkaar wonen
dat de mieren elkaar nooit ontmoeten.
dat de mieren elkaar nooit ontmoeten.
05:56
so the ants of the offspring colony
140
344125
2289
De mieren van de dochter-kolonie
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
346414
2244
kunnen dat dus niet leren
van de ouder-kolonie.
van de ouder-kolonie.
06:00
And so our next step is to look
142
348658
1381
De volgende stap is te kijken
06:02
for the genetic variation
underlying this resemblance.
underlying this resemblance.
143
350039
5276
naar de genetische variatie
waarop deze gelijkenis stoelt.
waarop deze gelijkenis stoelt.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
355315
4125
Ik kon dus gaan kijken
naar wie het beter deed.
naar wie het beter deed.
06:11
Over the time of the study,
145
359440
1460
Gedurende de studie,
en vooral in de afgelopen 10 jaar,
06:12
and especially in the past 10 years,
146
360900
1465
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
362365
3308
is er een steeds erger wordende droogte
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
365673
2127
in het zuidwesten van de VS.
06:19
and it turns out that the
colonies that conserve water,
colonies that conserve water,
149
367800
3053
Het blijkt dat de kolonies
die water besparen,
die water besparen,
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
370853
4429
die binnen blijven
als het buiten echt warm is,
als het buiten echt warm is,
en er dus van afzien
om zoveel mogelijk voedsel te vergaren,
om zoveel mogelijk voedsel te vergaren,
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
375282
2632
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
377914
2945
degene zijn met meer dochter-kolonies.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
380859
2269
Dus al die tijd dacht ik dat
dat kolonie 154
dat kolonie 154
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
383128
2670
een verliezer was,
want op echt droge dagen,
want op echt droge dagen,
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
385798
1868
werd er maar weinig gefoerageerd,
06:39
while the other colonies were out
156
387666
1591
terwijl de andere kolonies
06:41
foraging, getting lots of food,
157
389257
2117
foerageerden
en veel te eten kregen.
en veel te eten kregen.
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
391374
3020
Maar in feite is kolonie 154
een groot succes.
een groot succes.
06:46
She's a matriarch.
159
394394
1332
Ze is een matriarch.
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
395726
3052
Ze is een van de zeldzame
overgrootmoeders op de site.
overgrootmoeders op de site.
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
398778
2785
Voor zover ik weet,
is dit de eerste keer
is dit de eerste keer
06:53
that we've been able to track
162
401563
1639
dat we in staat zijn
om de voortdurende evolutie
van het collectief gedrag bij te houden
van het collectief gedrag bij te houden
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
403202
3001
06:58
in a natural population of animals
164
406203
2117
in een natuurlijke populatie van dieren
07:00
and find out what's actually working best.
165
408320
4657
en te ontdekken
wat het beste werkt.
wat het beste werkt.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
412977
2421
Nu gebruikt ook internet
een algoritme
een algoritme
07:07
to regulate the flow of data
167
415398
2853
om de datastroom
te regelen.
te regelen.
07:10
that's very similar to the one
168
418251
2227
Het is vergelijkbaar
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
420478
2376
met wat de harvester-mieren gebruiken
om de stroom van de
foerageersters te regelen.
foerageersters te regelen.
07:14
the flow of foragers.
170
422854
1541
07:16
And guess what we call this analogy?
171
424395
3366
Raad eens
hoe we deze analogie noemen?
hoe we deze analogie noemen?
07:19
The anternet is coming.
172
427761
1518
Het Anternet komt eraan.
07:21
(Applause)
173
429279
1721
(Applaus)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
431000
3454
Data blijven in de broncomputer
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
434454
2861
totdat een signaal aangeeft
dat er voldoende bandbreedte is
dat er voldoende bandbreedte is
07:29
for it to travel on.
176
437315
2729
voor de reis.
In de vroege dagen van het internet,
07:32
In the early days of the Internet,
177
440044
1441
07:33
when operating costs were really high
178
441485
2274
toen de werkingskosten erg hoog waren,
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
443759
3227
was het echt belangrijk
om geen gegevens te verliezen.
om geen gegevens te verliezen.
07:38
then the system was set up for interactions
180
446986
2157
Het systeem werd opgezet
voor interacties
voor interacties
07:41
to activate the flow of data.
181
449143
3062
om de gegevensstroom te activeren.
Het is interessant dat
de mieren een algoritme gebruiken
de mieren een algoritme gebruiken
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
452205
2385
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
454590
3896
dat zo vergelijkbaar is
met wat wij onlangs uitvonden.
met wat wij onlangs uitvonden.
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
458486
2953
Maar dit is slechts één
van het handvol mierenalgoritmen
van het handvol mierenalgoritmen
07:53
that we know about,
185
461439
1419
dat we kennen.
07:54
and ants have had 130 million years
186
462858
3193
Mieren hebben 130 miljoen jaar
de tijd gehad
de tijd gehad
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
466051
2026
om er een heleboel
goede te ontwikkelen.
goede te ontwikkelen.
08:00
and I think it's very likely
188
468077
1506
Heel waarschijnlijk
08:01
that some of the other 12,000 species
189
469583
2557
zullen sommige
van de 12.000 andere soorten
van de 12.000 andere soorten
08:04
are going to have interesting algorithms
190
472140
2697
interessante algoritmen
voor datanetwerken hebben
08:06
for data networks
191
474837
1024
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
475861
2697
waar wij nog niet eens
aan gedacht hebben.
aan gedacht hebben.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
478558
3085
Wat gebeurt er
als de werkingskosten laag zijn?
als de werkingskosten laag zijn?
De werkingskosten zijn laag
in de tropen,
in de tropen,
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
481643
1787
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
483430
2096
want het is er erg vochtig,
en het is gemakkelijk voor de mieren
en het is gemakkelijk voor de mieren
08:17
to be outside walking around.
196
485526
2824
om buiten rond te lopen.
08:20
But the ants are so abundant
197
488350
1653
Maar de mieren zijn zo talrijk
08:22
and diverse in the tropics
198
490003
1818
en divers in de tropen
08:23
that there's a lot of competition.
199
491821
2598
dat er veel concurrentie is.
Welke voedingsbron een soort
ook gebruikt,
ook gebruikt,
08:26
Whatever resource one species is using,
200
494419
1952
08:28
another species is likely to be using that
201
496371
3172
een andere soort
zal die ook willen gebruiken.
zal die ook willen gebruiken.
08:31
at the same time.
202
499543
2379
In deze omgeving worden interacties
08:33
So in this environment, interactions are used
203
501922
2608
08:36
in the opposite way.
204
504530
1945
omgekeerd gebruikt.
Het systeem blijft aan de gang
08:38
The system keeps going
205
506475
1395
totdat er iets negatiefs gebeurt.
08:39
unless something negative happens,
206
507870
1554
Een soort die ik bestudeer,
maakt circuits
maakt circuits
08:41
and one species that I study makes circuits
207
509424
2167
08:43
in the trees of foraging ants
208
511591
2159
in de bomen van foeragerende mieren
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
513750
2981
van het nest
naar een voedselbron en terug,
naar een voedselbron en terug,
gewoon heen en weer,
08:48
just round and round,
210
516731
1329
tenzij er iets negatiefs gebeurt.
08:50
unless something negative happens,
211
518060
1442
Bijvoorbeeld een interactie
08:51
like an interaction
212
519502
1609
08:53
with ants of another species.
213
521111
2739
met mieren
van een andere soort.
van een andere soort.
08:55
So here's an example of ant security.
214
523850
2937
Hier een voorbeeld
van ‘mierensecurity’.
van ‘mierensecurity’.
08:58
In the middle, there's an ant
215
526787
1858
In het midden
blokt een mier
blokt een mier
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
528645
2463
de nestingang af
met haar kop
met haar kop
09:03
in response to interactions with another species.
217
531108
2993
als antwoord op interacties
met andere soorten.
met andere soorten.
Dat zijn de kleintjes
die daar rondrennen
die daar rondrennen
09:06
Those are the little ones running around
218
534101
1659
09:07
with their abdomens up in the air.
219
535760
2751
met hun achterlijf omhoog.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
538511
2046
Zodra de dreiging verdwijnt,
09:12
the entrance is open again,
221
540557
2755
gaat de ingang
weer open.
weer open.
09:15
and maybe there are situations
222
543312
1790
Misschien zijn er
wel situaties
wel situaties
09:17
in computer security
223
545102
1089
in computerbeveiliging
09:18
where operating costs are low enough
224
546191
2206
waar de werkingskosten
laag genoeg zijn
laag genoeg zijn
09:20
that we could just block access temporarily
225
548397
3375
dat we toegang tijdelijk
kunnen blokkeren
kunnen blokkeren
09:23
in response to an immediate threat,
226
551772
2193
in reactie
op een directe dreiging,
op een directe dreiging,
09:25
and then open it again,
227
553965
2026
en vervolgens weer openen,
09:27
instead of trying to build
228
555991
1269
in plaats van
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
557260
3980
met een permanente firewall
of vesting te werken.
of vesting te werken.
09:33
So another environmental challenge
230
561240
1940
Een ander milieuprobleem
waar alle systemen
mee te maken hebben,
mee te maken hebben,
09:35
that all systems have to deal with
231
563180
1695
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
564875
5452
zijn middelen,
het vinden en verzamelen ervan.
het vinden en verzamelen ervan.
Mieren hebben een oplossing
voor dit probleem
voor dit probleem
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
570327
1673
09:44
of collective search,
234
572000
1258
van collectief zoeken.
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
573258
1576
Dit probleem is op dit moment
van groot belang in de robotica.
van groot belang in de robotica.
09:46
right now in robotics,
236
574834
1484
09:48
because we've understood that,
237
576318
1732
We hebben nu door dat,
09:50
rather than sending a single,
238
578050
1614
in plaats van één enkele,
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
579664
3495
geavanceerde, dure robot te sturen
om een andere planeet te verkennen
09:55
to explore another planet
240
583159
1417
09:56
or to search a burning building,
241
584576
2567
of om een brandend gebouw
te doorzoeken,
te doorzoeken,
09:59
that instead, it may be more effective
242
587143
2600
het in plaats daarvan
effectiever kan gebeuren
effectiever kan gebeuren
10:01
to get a group of cheaper robots
243
589743
4377
door een groep
goedkopere robots
goedkopere robots
10:06
exchanging only minimal information,
244
594120
2545
met slechts minimale
informatie-uitwisseling.
informatie-uitwisseling.
10:08
and that's the way that ants do it.
245
596665
2799
En dat is de manier
waarop mieren dat doen.
waarop mieren dat doen.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
599464
1765
De invasieve Argentijnse mier
10:13
makes expandable search networks.
247
601229
2330
maakt uitbreidbare
zoeknetwerken.
zoeknetwerken.
Ze zijn goed in het omgaan
met het belangrijkste probleem
met het belangrijkste probleem
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
603559
2273
10:17
of collective search,
249
605832
1331
van collectief zoeken,
10:19
which is the trade-off between
250
607163
2566
dat is de afweging tussen
10:21
searching very thoroughly
251
609729
1336
zeer grondig zoeken
10:23
and covering a lot of ground.
252
611065
1997
en een groot gebied doorzoeken.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
Ze doen het zo:
10:25
when there are many ants in a small space,
254
613957
2387
als er veel mieren
in een klein gebied zijn,
in een klein gebied zijn,
10:28
then each one can search very thoroughly
255
616344
2213
dan kan eenieder
zeer grondig zoeken
zeer grondig zoeken
omdat er een andere zoekende mier
in de buurt zal zijn
in de buurt zal zijn
10:30
because there will be another ant nearby
256
618557
1624
10:32
searching over there,
257
620181
1357
10:33
but when there are a few ants
258
621538
1647
maar als er wat mieren
10:35
in a large space,
259
623185
2055
in een groter gebied zijn,
10:37
then they need to stretch out their paths
260
625240
2414
dan moeten ze hun paden
langer maken
langer maken
om meer oppervlakte
te doorzoeken.
te doorzoeken.
10:39
to cover more ground.
261
627654
1803
Ik denk dat ze interacties gebruiken
om de dichtheid te beoordelen.
om de dichtheid te beoordelen.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
629457
2954
10:44
so when they're really crowded,
263
632411
1229
Als ze dicht
op elkaar zitten,
op elkaar zitten,
10:45
they meet more often,
264
633640
1102
komen ze elkaar vaker tegen
10:46
and they search more thoroughly.
265
634742
2465
en zoeken ze grondiger.
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
637207
3400
Verschillende soorten mieren
gebruiken verschillende algoritmes,
gebruiken verschillende algoritmes,
10:52
because they've evolved to deal with
267
640607
2522
omdat ze zijn geëvolueerd
om verschillende bronnen
aan te boren.
aan te boren.
10:55
different resources,
268
643129
1671
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
644800
2559
Daar iets over weten,
kan echt nuttig zijn.
kan echt nuttig zijn.
10:59
and so we recently asked ants
270
647359
1642
Daarom vroegen
we onlangs mieren
we onlangs mieren
11:01
to solve the collective search problem
271
649001
2450
om het collectieve-zoeken-probleem
op te lossen
op te lossen
11:03
in the extreme environment
272
651451
1368
in het extreme milieu
11:04
of microgravity
273
652819
1558
van de microzwaartekracht
11:06
in the International Space Station.
274
654377
1976
in het Internationale Ruimte Station.
Toen ik deze foto zag,
dacht ik:
dacht ik:
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
656353
1545
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
657898
2857
“Oh nee, ze hebben de habitat
verticaal gemonteerd.”,
verticaal gemonteerd.”,
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
660755
2618
maar toen realiseerde ik me
dat het natuurlijk niets uitmaakt.
dat het natuurlijk niets uitmaakt.
11:15
So the idea here is that the ants
278
663373
2637
Het idee hier is dat de mieren
11:18
are working so hard to hang on
279
666010
1970
zo bezig zijn
met zich vast te houden
met zich vast te houden
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
667980
3057
aan de muur of de vloer
of hoe je het wil noemen
of hoe je het wil noemen
11:23
that they're less likely to interact,
281
671037
3009
dat ze minder kans hebben
om te interageren,
om te interageren,
en dus de relatie tussen
11:26
and so the relationship between
282
674046
1244
hoe opeengepakt ze zijn
en hoe vaak ze elkaar ontmoeten
en hoe vaak ze elkaar ontmoeten
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
675290
2120
11:29
would be messed up.
284
677410
1725
de mist ingaat.
11:31
We're still analyzing the data.
285
679135
1395
We analyseren het nog.
Ik heb de resultaten nog niet.
Ik heb de resultaten nog niet.
11:32
I don't have the results yet.
286
680530
1964
Maar het zou interessant
zijn om te weten
zijn om te weten
11:34
But it would be interesting to know
287
682494
1694
11:36
how other species solve this problem
288
684188
2459
hoe andere diersoorten
dit probleem oplossen
dit probleem oplossen
11:38
in different environments on Earth,
289
686647
2564
in verschillende omgevingen
op Aarde.
op Aarde.
We hebben een programma
11:41
and so we're setting up a program
290
689211
1266
om kinderen over de hele wereld
aan te moedigen
aan te moedigen
11:42
to encourage kids around the world
291
690477
2160
dit met verschillende soorten
te doen.
te doen.
11:44
to try this experiment with different species.
292
692637
2536
11:47
It's very simple.
293
695173
1767
Het is heel simpel.
11:48
It can be done with cheap materials.
294
696940
2090
Het kan met goedkope materialen.
11:51
And that way, we could make a global map
295
699030
2833
Zo kunnen we
een mondiale kaart maken
een mondiale kaart maken
11:53
of ant collective search algorithms.
296
701863
3347
van de collectieve
zoekalgoritmen van mieren.
zoekalgoritmen van mieren.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
705210
2483
Waarschijnlijk
zijn de invasieve soorten,
zijn de invasieve soorten,
11:59
the ones that come into our buildings,
298
707693
2149
die in onze huizen komen,
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
daar erg goed in.
12:03
because they're in your kitchen
300
711584
1848
Ze geraken tot in je keuken
12:05
because they're really good
at finding food and water.
at finding food and water.
301
713432
3907
omdat ze echt goed zijn
in het vinden van voedsel en water.
in het vinden van voedsel en water.
12:09
So the most familiar resource for ants
302
717339
3265
De voedselbron voor mieren die
we het best kennen, is een picknick,
we het best kennen, is een picknick,
12:12
is a picnic,
303
720604
1315
een compacte bron.
12:13
and this is a clustered resource.
304
721919
2145
12:16
When there's one piece of fruit,
305
724064
999
Waar één stuk fruit is,
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
725063
2515
zijn er waarschijnlijk
meer in de buurt,
meer in de buurt,
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
727578
3432
en de mieren die gespecialiseerd zijn
in gegroepeerde bronnen
in gegroepeerde bronnen
gebruiken interacties
om anderen te rekruteren.
om anderen te rekruteren.
12:23
use interactions for recruitment.
308
731010
1942
12:24
So when one ant meets another,
309
732952
1277
Wanneer een mier
een andere ontmoet
een andere ontmoet
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
734229
1625
of een chemische signaal
van een andere vindt,
van een andere vindt,
12:27
on the ground by another,
311
735854
1736
12:29
then it changes direction to follow
312
737590
1833
verandert ze van richting
12:31
in the direction of the interaction,
313
739423
1573
in de richting van de interactie.
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
740996
1977
Zo ontstaat er
een spoor van mieren
een spoor van mieren
12:34
sharing your picnic.
315
742973
1413
naar jouw picknick.
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
744386
1695
Ik denk ook
dat we van mieren
dat we van mieren
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
746081
3741
iets over kanker
kunnen leren.
kunnen leren.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
749822
1981
Het is duidelijk
dat we veel konden doen
dat we veel konden doen
12:43
to prevent cancer
319
751803
1610
om kanker te voorkomen
12:45
by not allowing people to spread around
320
753413
2577
door de verspreiding
of de verkoop te verbieden
of de verkoop te verbieden
12:47
or sell the toxins that promote
321
755990
1944
van de giftige stoffen
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
757934
2780
die de ontwikkeling van kanker
in ons lichaam bevorderen,
in ons lichaam bevorderen,
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
760714
2346
maar ik denk niet dat de mieren
ons hiermee veel kunnen helpen.
ons hiermee veel kunnen helpen.
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
763060
3358
Mieren zullen nooit
hun eigen kolonie vergiftigen.
hun eigen kolonie vergiftigen.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
766418
1332
Maar misschien leren ze ons iets
over de behandeling van kanker.
over de behandeling van kanker.
12:59
about treating cancer.
326
767750
1763
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
769513
2225
Er zijn vele soorten kanker.
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
771738
2978
Elk begint in een bepaald deel
van het lichaam,
van het lichaam,
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
774716
2966
en sommige vormen van kanker
verspreiden zich dan
verspreiden zich dan
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
777682
2830
of zaaien uit
naar bepaalde andere weefsels
naar bepaalde andere weefsels
13:12
where they must be getting
resources that they need.
resources that they need.
331
780512
2880
waar ze vinden
wat ze nodig hebben.
wat ze nodig hebben.
Dus als je denkt
vanuit het perspectief
vanuit het perspectief
13:15
So if you think from the perspective
332
783392
1808
13:17
of early metastatic cancer cells
333
785200
1950
van vroege uitzaaiende kankercellen
13:19
as they're out searching around
334
787150
1623
op zoek naar de middelen
die ze nodig hebben,
die ze nodig hebben,
13:20
for the resources that they need,
335
788773
2317
13:23
if those resources are clustered,
336
791090
1983
en als die middelen
gegroepeerd zijn,
gegroepeerd zijn,
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
793073
3013
gaan ze waarschijnlijk
interacties voor rekrutering gebruiken.
interacties voor rekrutering gebruiken.
13:28
and if we can figure out how
cancer cells are recruiting,
cancer cells are recruiting,
338
796086
3093
Als we kunnen achterhalen
hoe kankercellen rekruteren,
hoe kankercellen rekruteren,
13:31
then maybe we could set traps
339
799179
2347
dan kunnen we misschien
valstrikken uitzetten
valstrikken uitzetten
13:33
to catch them before they become established.
340
801526
4049
om ze te vangen
voordat ze zich vestigen.
voordat ze zich vestigen.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
805575
3235
Mieren gebruiken interacties
op verschillende manieren
op verschillende manieren
13:40
in a huge variety of environments,
342
808810
2602
in een grote verscheidenheid
van omgevingen.
van omgevingen.
13:43
and we could learn from this
343
811412
1821
Daaruit kunnen we leren
13:45
about other systems that operate
344
813233
1777
over andere systemen die werken
13:47
without central control.
345
815010
2337
zonder centrale controle.
13:49
Using only simple interactions,
346
817347
1979
Met behulp van eenvoudige interacties
13:51
ant colonies have been performing
347
819326
1795
leverden mierenkolonies
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
821121
3633
gedurende meer dan 130 miljoen jaar
verbazingwekkende prestaties.
verbazingwekkende prestaties.
13:56
We have a lot to learn from them.
349
824754
2140
We hebben veel
van ze te leren.
van ze te leren.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
Dank u.
14:01
(Applause)
351
829632
2733
(Applaus)
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