TED2014
Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet
Deborah Gordon: Čo nás učia mravce o mozgu, rakovine a internete.
Filmed:
Readability: 4.5
1,481,089 views
Prírodovedkyňa Deborah Gordon skúma mravcov všade kde ich nájde - na púšti,v pralesoch, v jej kuchyni..... V tejto fascinujúcej prednáške vysvetľuje jej posadnutosť hmyzom ktorý by väčšina z nás zmietla zo sveta bez zbytočného premýšľania. Deborah tvrdí, že život mravcov nám poskytuje skvelý model na učenie sa v iných oblastiach ako sú choroby, technológie a ľudský mozog.
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
Skúmam mravce
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
2718
3297
v púšti, v tropickom lese,
00:18
and in my kitchen,
2
6015
1528
v mojej kuchyni
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
7543
4020
aj v kopcoch okolo Silicon Valley,
kde momentálne žijem.
kde momentálne žijem.
00:23
I've recently realized that ants
4
11563
1676
Len nedávno som pochopila, že mravce
00:25
are using interactions differently
5
13239
2278
interagujú rozdielne
00:27
in different environments,
6
15517
1828
v rozdielnych prostriediach
00:29
and that got me thinking
that we could learn from this
that we could learn from this
7
17345
2000
a to ma prinútilo zamyslieť sa,
že by sme sa z toho mohli niečo naučiť
že by sme sa z toho mohli niečo naučiť
00:31
about other systems,
8
19345
1555
o iných systémoch,
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
20900
5588
ako sú mozgy a dátové siete,
ktoré vytvárame,
ktoré vytvárame,
00:38
and even cancer.
10
26488
2846
či dokonca o rakovine.
00:41
So what all these systems have in common
11
29334
1752
To, čo majú všetky tieto systémy spoločné,
00:43
is that there's no central control.
12
31086
2857
je, že v nich neexistuje centrálne ovládanie.
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
33943
3820
Mravčia kolónia sa skladá
z neplodných robotníc —
z neplodných robotníc —
00:49
those are the ants you see walking around —
14
37763
2386
to sú tie mravce, ktoré vidíte pobehovať —
00:52
and then one or more reproductive females
15
40149
2156
a z jednej alebo viacerých plodných samíc,
00:54
who just lay the eggs.
16
42305
2103
ktoré proste len kladú vajíčka.
00:56
They don't give any instructions.
17
44408
2009
Nevydávajú žiadne príkazy.
00:58
Even though they're called queens,
18
46417
1984
A aj keď ich nazývame kráľovné,
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
48401
2165
nikomu nehovoria, čo má kto robiť.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
50566
3276
Takže v mravčej kolónii
nikto nie je šéfom
nikto nie je šéfom
01:05
and all systems like this without central control
21
53842
2778
a všetky takéto systémy
bez centrálnej kontroly
bez centrálnej kontroly
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
56620
3919
sú regulované s použitím
veľmi jednoduchých interakcií.
veľmi jednoduchých interakcií.
01:12
Ants interact using smell.
23
60549
2727
Mravce interagujú pomocou vôní.
01:15
They smell with their antennae,
24
63276
2187
Dokážu cítiť pachy pomocou tykadiel
01:17
and they interact with their antennae,
25
65463
2761
a preto aj interagujú pomocou tykadiel,
01:20
so when one ant touches another with its antennae,
26
68224
3009
takže keď sa mravec dotkne
druhého pomocou tykadiel,
druhého pomocou tykadiel,
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
71233
1607
môže mu to napríklad
povedať, či je daný mravec
povedať, či je daný mravec
01:24
is a nestmate
28
72840
1634
z jeho vlastnej kolónie
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
74474
4236
a akú úlohu tento ďalší mravec vykonáva.
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
78710
3200
Tu môžete vidieť množstvo
mravcov, ktoré pobehujú
mravcov, ktoré pobehujú
01:33
and interacting in a lab arena
31
81910
1933
a interagujú v laboratórnej aréne,
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
83843
3438
ktorá je potrubím spojená
s ďalšími dvoma arénami.
s ďalšími dvoma arénami.
01:39
So when one ant meets another,
33
87281
2504
Takže keď mravec stretne druhého mravca,
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
89785
2089
a je jedno, akého mravca stretne,
01:43
and they're actually not transmitting
35
91874
1885
dá sa povedať, že nevysielajú
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
93759
3465
žiadne komplikované signály ani správy.
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
97224
2111
Pre mravcov je najdôležitejšie,
s akou frekvenciou
s akou frekvenciou
01:51
at which it meets other ants.
38
99335
2821
sa stretávajú s ostatnými mravcami.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
102156
2757
A všetky tieto interakcie,
keď sa vezmú dohromady,
keď sa vezmú dohromady,
01:56
produce a network.
40
104913
2505
vytvárajú sieť.
01:59
So this is the network of the ants
41
107418
2210
Takže toto je sieť mravcov,
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
109628
2644
ktorých ste práve videli,
ako sa pohybujú v priestore,
ako sa pohybujú v priestore,
02:04
and it's this constantly shifting network
43
112272
3287
a je to práve táto
neustále sa meniaca sieť,
neustále sa meniaca sieť,
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
115559
2520
ktorá určuje chovanie kolónie,
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
118079
2881
ako napríklad, či sa všetky
mravce schovávajú v mravenisku
mravce schovávajú v mravenisku
02:12
or how many are going out to forage.
46
120960
2694
alebo koľko z nich sa vydá von zháňať potravu.
02:15
A brain actually works in the same way,
47
123654
1759
Mozog v podstate pracuje
na tom istom princípe,
na tom istom princípe,
02:17
but what's great about ants is
48
125413
1500
ale na mravcoch je skvelé to,
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
126913
4867
že tu môžete vidieť
celú sieť v reálnom čase.
celú sieť v reálnom čase.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
131780
3100
Na svete je viac ako 12 000 druhov mracov,
02:26
in every conceivable environment,
51
134880
2125
sú v každom predstaviteľnom prostredí
02:29
and they're using interactions differently
52
137005
2649
a menia spôsob spoločnej interakcie
02:31
to meet different environmental challenges.
53
139654
2768
podľa rozdielnych nárokov
ich životného prostredia.
ich životného prostredia.
02:34
So one important environmental challenge
54
142422
2305
Jednou dôležitou výzvou prostredia,
02:36
that every system has to deal with
55
144727
1870
ktorú musí každý systém riešiť,
02:38
is operating costs, just what it takes
56
146597
2083
sú náklady na prevádzku --
jednoducho, čo to stojí
jednoducho, čo to stojí
02:40
to run the system.
57
148680
2265
udržať takýto systém v chode.
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
150945
2548
Ďalšou výzvou životného
prostredia sú zdroje,
prostredia sú zdroje,
02:45
finding them and collecting them.
59
153493
2336
ich vyhľadanie a zber.
02:47
In the desert, operating costs are high
60
155829
2783
Prevádzkové náklady v púšti si vysoké,
02:50
because water is scarce,
61
158612
1773
pretože voda je vzácna,
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
160385
2499
a tak musí druh mravcov živiaci sa
semenami, ktorý študujem v púšti,
semenami, ktorý študujem v púšti,
02:54
have to spend water to get water.
63
162884
2900
míňať vodu, aby získal vodu.
02:57
So an ant outside foraging,
64
165784
2139
Takže mravec, ktorý vonku zháňa potravu
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
167923
2037
a hľadá semená na horúcom slnku,
03:01
just loses water into the air.
66
169960
2007
proste stráca vodu odparovaním do vzduchu.
03:03
But the colony gets its water
67
171967
1664
Ale kolónia získa svoju stratenú vodu
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
173631
1766
metabolickou premenou tukov v semenách,
03:07
that they eat.
69
175397
1934
ktoré konzumujú.
03:09
So in this environment, interactions are used
70
177331
3159
Takže v tomto prostredí
sa interakcie využívajú
sa interakcie využívajú
03:12
to activate foraging.
71
180490
1549
na zahájanie zberu potravy.
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
182039
2264
Preto zberač potravy nevyjde z mraveniska,
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
184303
2573
kým nedostane dostatok podnetov
od vracajúcich sa zberačov.
od vracajúcich sa zberačov.
03:18
and what you see are the returning foragers
74
186876
1990
Tu môžete vidieť vracajúcich sa zberačov,
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
188866
1824
ktorí vchádzajú tunelom do mraveniska
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
190690
2636
a stretávajú sa so zberačmi,
ktorí sú na ceste von.
ktorí sú na ceste von.
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
193326
1623
Pre kolóniu to dáva zmysel,
03:26
because the more food there is out there,
78
194949
2323
pretože o čo viac potravy
sa vonku nachádza,
sa vonku nachádza,
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
197272
1851
o to rýchlejšie ju zberači nájdu,
03:31
the faster they come back,
80
199123
1236
o to rýchlejšie sa vrátia späť
03:32
and the more foragers they send out.
81
200359
2801
a o to viac zberačov sa vyberie von.
03:35
The system works to stay stopped,
82
203160
2507
Celý system je pozastavený,
03:37
unless something positive happens.
83
205667
2015
až kým nenastane nejaký pozitívny podnet.
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
207682
3881
Takže interakcie slúžia
na aktiváciu zberačov.
na aktiváciu zberačov.
03:43
And we've been studying
the evolution of this system.
the evolution of this system.
85
211563
2907
A my študujeme vývoj
celého tohto systému.
celého tohto systému.
03:46
First of all, there's variation.
86
214470
1091
Po prvé si treba uvedomiť,
že sú tu rozdiely.
že sú tu rozdiely.
03:47
It turns out that colonies are different.
87
215561
2479
Ukazuje sa, že kolónie sú rozdielne.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
218040
2696
V suchých dňoch niektoré
kolónie zbierajú menej,
kolónie zbierajú menej,
03:52
so colonies are different in how
89
220736
1505
takže kolónie sa odlišujú v tom,
03:54
they manage this trade-off
90
222241
1354
ako spravujú túto výmenu
03:55
between spending water to search for seeds
91
223595
3168
medzi vodou, ktorú minú
na získanie semien,
na získanie semien,
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
226763
3320
a vodou, ktorú získajú
späť vo forme semien.
späť vo forme semien.
04:02
And we're trying to understand why
93
230083
1719
A my sa snažíme pochopiť, prečo
04:03
some colonies forage less than others
94
231802
2140
niektoré kolónie zbierajú
potravu menej ako druhé,
potravu menej ako druhé,
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
233942
2325
a to tak, že o týchto mravcoch
rozmýšľame ako o neurónoch
rozmýšľame ako o neurónoch
04:08
using models from neuroscience.
96
236267
2338
a používame modely z neurológie.
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
238605
2674
Rovnako ako neurón
vyhodnotí svoju stimuláciu
vyhodnotí svoju stimuláciu
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
241279
2006
od iného neurónu a rozhodne
sa, či ju má poslať ďalej,
sa, či ju má poslať ďalej,
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
243285
2885
mravec vyhodnotí podnety od druhého mravca
04:18
to decide whether to forage.
100
246170
2023
a rozhodne sa, či pôjde
von zbierať potravu.
von zbierať potravu.
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
248193
1637
My sa snažíme zistiť, či by mohli byť
04:21
small differences among colonies
102
249830
1992
medzi kolóniami malé rozdiely v tom,
04:23
in how many interactions each ant needs
103
251822
3314
koľko interakcii potrebuje každý mravec,
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
255136
1926
kým sa vyberie von na zber potravy,
04:29
because a colony like that would forage less.
105
257062
3767
pretože takáto kolónia by zberala menej.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
260829
3139
A to prináša analogickú
otázku ohľadom mozgu.
otázku ohľadom mozgu.
04:35
We talk about the brain,
107
263968
1412
Hovoríme o mozgu,
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
265380
2890
ale je samozrejmé, že
každý mozog je trochu iný
každý mozog je trochu iný
04:40
and maybe there are some individuals
109
268270
1379
a možno sú niektorí jednotlivci
04:41
or some conditions
110
269649
1319
alebo niektoré podmienky,
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
270968
3222
v ktorých sú elektrické
vlastnosti neurónov také,
vlastnosti neurónov také,
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
274190
3870
že potrebujú viac
stimulácie, aby reagovali,
stimulácie, aby reagovali,
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
278060
3726
a to by viedlo k rozdielom
v mozgovej činnosti.
v mozgovej činnosti.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
281786
2334
Ak sa teda chceme pýtať evolučné otázky,
04:56
we need to know about reproductive success.
115
284120
2679
potrebujeme vedieť
o úspešnosti rozmnožovania.
o úspešnosti rozmnožovania.
04:58
This is a map of the study site
116
286799
2325
Toto je mapa štúdie priestranstva,
05:01
where I have been tracking this population
117
289124
2553
na ktorom som sledovala túto populáciu
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
291677
3293
kolónií mravcov-zberačov počas 28 rokov,
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
294970
2262
čo je asi priemerná dĺžka života kolónie.
05:09
Each symbol is a colony,
120
297232
2099
Každý symbol reprezentuje jednu kolóniu
05:11
and the size of the symbol is
how many offspring it had,
how many offspring it had,
121
299331
3266
a veľkosť symbolu určuje,
koľko dcérskych kolónií kolónia mala,
koľko dcérskych kolónií kolónia mala,
05:14
because we were able to use genetic variation
122
302597
1913
pretože sme použili genetickú rozmanitosť,
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
304510
2711
aby sme určili vzťah
materských a dcérskych kolónií,
materských a dcérskych kolónií,
05:19
that is, to figure out which colonies
124
307221
3297
a teda zistili, ktoré kolónie
05:22
were founded by a daughter queen
125
310518
1925
boli založené dcérskou kráľovnou
05:24
produced by which parent colony.
126
312443
2068
a z ktorej materskej kolónie
táto kráľovná pochádzala.
táto kráľovná pochádzala.
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
314511
2002
A čo ma po všetkých týchto
rokoch naozaj ohromilo,
rokoch naozaj ohromilo,
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
316513
3128
bolo zistenie, že napríklad kolónia 154,
05:31
whom I've known well for many years,
129
319641
2176
ktorú sme dobre poznali už toľko rokov,
05:33
is a great-grandmother.
130
321817
1819
je vlastne pramatkou.
05:35
Here's her daughter colony,
131
323636
1740
Tu vidíme jej dcérsku kolóniu,
05:37
here's her granddaughter colony,
132
325376
2684
tu vidíme vnučky tejto kolónie
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
328060
2392
a toto sú jej pravnučky.
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
330452
2025
Pri tomto výskume som pochopila,
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
332477
3283
že dcérske kolónie sa
podobajú na materské kolónie
podobajú na materské kolónie
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
335760
2217
v rozhodovaní o tom,
ktoré dni sú tak horúce,
ktoré dni sú tak horúce,
05:49
that they don't forage,
137
337977
1778
že nezberajú potravu.
05:51
and the offspring of parent colonies
138
339755
1464
Dcérske kolónie a materské kolónie
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
341219
2906
žijú od seba tak ďaleko,
že samotné mravce sa nikdy nestretnú,
že samotné mravce sa nikdy nestretnú,
05:56
so the ants of the offspring colony
140
344125
2289
takže mravce dcérskej kolónie
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
346414
2244
sa to nemôžu učiť od mravcov
z materskej kolónie.
z materskej kolónie.
06:00
And so our next step is to look
142
348658
1381
Takže naším ďalším krokom je hľadať
06:02
for the genetic variation
underlying this resemblance.
underlying this resemblance.
143
350039
5276
nejakú genetickú rozdielnosť,
ktorá vytvára základ tejto podobnosti.
ktorá vytvára základ tejto podobnosti.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
355315
4125
Potom som sa mohla opýtať:
ktoré kolónie sú na tom lepšie?
ktoré kolónie sú na tom lepšie?
06:11
Over the time of the study,
145
359440
1460
Počas celej doby tejto štúdie,
06:12
and especially in the past 10 years,
146
360900
1465
a hlavne za posledných 10 rokov,
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
362365
3308
boli obdobia veľkého sucha
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
365673
2127
na území juhozápadu Spojených štátov
06:19
and it turns out that the
colonies that conserve water,
colonies that conserve water,
149
367800
3053
a ukazuje sa, že kolónie,
ktoré šetria vodu tým,
ktoré šetria vodu tým,
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
370853
4429
zostávajú v mravenisku, keď
je vonku naozaj teplo,
je vonku naozaj teplo,
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
375282
2632
a teda obetujú maximálny zber potravy,
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
377914
2945
sú práve tie, ktoré budú mať s väčšou
pravdepodobnosťou dcérske kolónie.
pravdepodobnosťou dcérske kolónie.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
380859
2269
Celý čas som si myslela, že kolónia 154
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
383128
2670
je na tom zle, pretože počas
naozaj horúcich dní
naozaj horúcich dní
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
385798
1868
zbierali potravu len minimálne,
06:39
while the other colonies were out
156
387666
1591
zatiaľ čo ostatné kolónie behali vonku,
06:41
foraging, getting lots of food,
157
389257
2117
zbierali, zhromažďovali množstvo potravy,
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
391374
3020
ale pravda je taká, že kolónia 154
je veľmi úspešná.
je veľmi úspešná.
06:46
She's a matriarch.
159
394394
1332
Ona je vládcom.
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
395726
3052
Ona je jedna z mála pra-pramatiek
kolónií v danom priestore.
kolónií v danom priestore.
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
398778
2785
Pokiaľ viem, toto bolo prvý krát,
06:53
that we've been able to track
162
401563
1639
čo sme boli schopní sledovať
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
403202
3001
prebiehajúcu evolúciu hromadného správania
06:58
in a natural population of animals
164
406203
2117
v prirodzenej populácii zvierat
07:00
and find out what's actually working best.
165
408320
4657
a zistili sme, čo vlastne funguje najlepšie.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
412977
2421
Internet používa algoritmus,
07:07
to regulate the flow of data
167
415398
2853
aby reguloval tok dát,
07:10
that's very similar to the one
168
418251
2227
a ten je veľmi podobný algoritmu,
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
420478
2376
ktorý používajú zberači v mravenisku
na reguláciu
na reguláciu
07:14
the flow of foragers.
170
422854
1541
množstva zberačov.
07:16
And guess what we call this analogy?
171
424395
3366
Viete, ako voláme tuto analógiu?
07:19
The anternet is coming.
172
427761
1518
Prichádza "mravcoweb".
07:21
(Applause)
173
429279
1721
(INTERNET - ANTERNET)
(Potlesk)
(Potlesk)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
431000
3454
Znamená to, že údaje neodchádzajú
zo zdrojového počítača
zo zdrojového počítača
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
434454
2861
bez toho, aby dostali signál,
že je voľné dostatočne široké pásmo,
že je voľné dostatočne široké pásmo,
07:29
for it to travel on.
176
437315
2729
aby údaje mohli pretekať.
07:32
In the early days of the Internet,
177
440044
1441
V počiatkoch internetu,
07:33
when operating costs were really high
178
441485
2274
keď prevádzkové náklady boli vysoké
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
443759
3227
a bolo naozaj dôležité, aby sa údaje nestrácali,
07:38
then the system was set up for interactions
180
446986
2157
bol systém nastavený tak,
aby vzájomné pôsobenie
aby vzájomné pôsobenie
07:41
to activate the flow of data.
181
449143
3062
aktivovalo tok údajov.
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
452205
2385
Je zaujímavé, že mravce
používajú algoritmus,
používajú algoritmus,
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
454590
3896
ktorý je tak podobný algoritmu
objavenému len nedávno,
objavenému len nedávno,
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
458486
2953
toto je však iba jeden
z mravčích algoritmov,
z mravčích algoritmov,
07:53
that we know about,
185
461439
1419
o ktorých vieme,
07:54
and ants have had 130 million years
186
462858
3193
a pri tom mravce mali 130 miliónov rokov,
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
466051
2026
aby vyvinuli množstvo dobrých algoritmov,
08:00
and I think it's very likely
188
468077
1506
a preto myslím, že je veľmi pravdepodobné,
08:01
that some of the other 12,000 species
189
469583
2557
že niektoré z ďalších 12000 druhov mravcov
08:04
are going to have interesting algorithms
190
472140
2697
budú mať tiež zaujímavé algoritmy
08:06
for data networks
191
474837
1024
pre dátové siete,
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
475861
2697
o ktorých sme ešte ani len nepremýšľali.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
478558
3085
Čo sa teda stane, keď sú prevádzkové náklady nízke?
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
481643
1787
Toto sa týka mravcov v trópoch, pretože
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
483430
2096
kvôli veľkej vlhkosti je pre mravcov jednoduché
08:17
to be outside walking around.
196
485526
2824
vyrážať na prechádzky mimo mraveniska.
08:20
But the ants are so abundant
197
488350
1653
Ale mravce v trópoch sú také početné
08:22
and diverse in the tropics
198
490003
1818
a rozmanité,
08:23
that there's a lot of competition.
199
491821
2598
že dochádza ku konkurenčnému boju.
08:26
Whatever resource one species is using,
200
494419
1952
Akýkoľvek zdroj jeden druh používa,
08:28
another species is likely to be using that
201
496371
3172
iný druh ho bude chcieť používať
08:31
at the same time.
202
499543
2379
tiež.
08:33
So in this environment, interactions are used
203
501922
2608
Takže v tomto prostredí sa vzájomné interakcie
08:36
in the opposite way.
204
504530
1945
využívajú opačným spôsobom.
08:38
The system keeps going
205
506475
1395
Takýto systém funguje,
08:39
unless something negative happens,
206
507870
1554
kým sa nestane niečo zlé,
08:41
and one species that I study makes circuits
207
509424
2167
a jeden z druhov, ktoré študujem, robí okruhy
08:43
in the trees of foraging ants
208
511591
2159
zbierajúcich mravcov v korunách stromov,
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
513750
2981
chodiacich od mraveniska
k zdroju potravy a späť,
k zdroju potravy a späť,
08:48
just round and round,
210
516731
1329
stále dookola,
08:50
unless something negative happens,
211
518060
1442
až kým sa nestane niečo negatívne,
08:51
like an interaction
212
519502
1609
ako napríklad interakcia
08:53
with ants of another species.
213
521111
2739
s mravcami z iného druhu.
08:55
So here's an example of ant security.
214
523850
2937
Tu vidíme príklad, ako funguje mravčia ochranka.
08:58
In the middle, there's an ant
215
526787
1858
V strede je mravec,
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
528645
2463
ktorý upcháva vchod do mraveniska hlavou
09:03
in response to interactions with another species.
217
531108
2993
ako reakciu na stretnutie s iným mravčím druhom.
09:06
Those are the little ones running around
218
534101
1659
Sú to tie malé mravce, ktoré pobehujú
09:07
with their abdomens up in the air.
219
535760
2751
s bruškami zdvihnutými do vzduchu.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
538511
2046
Ale hneď ako hrozba pominie,
09:12
the entrance is open again,
221
540557
2755
vchod sa opäť otvorí.
09:15
and maybe there are situations
222
543312
1790
Možno by sme našli podobné situácie
09:17
in computer security
223
545102
1089
v počítačovej bezpečnosti,
09:18
where operating costs are low enough
224
546191
2206
kde sú prevádzkové náklady dosť nízke na to,
09:20
that we could just block access temporarily
225
548397
3375
aby sme mohli blokovať prístup len dočasne,
09:23
in response to an immediate threat,
226
551772
2193
ako odpoveď na momentálne nebezpečenstvo,
09:25
and then open it again,
227
553965
2026
a potom sme ho mohli zase otvoriť
09:27
instead of trying to build
228
555991
1269
namiesto snaženia sa stavať
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
557260
3980
trvalé firewally či pevnosti.
09:33
So another environmental challenge
230
561240
1940
Ďalšia enviromentálna výzva,
09:35
that all systems have to deal with
231
563180
1695
s ktorou sa musia
vysporiadať všetky systémy,
vysporiadať všetky systémy,
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
564875
5452
sú zdroje, ich objavenie a zber.
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
570327
1673
Aby to mravce dosiahli, riešia problém
09:44
of collective search,
234
572000
1258
kolektívneho hľadania,
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
573258
1576
a to je problematika,
o ktorú sa práve teraz veľmi
o ktorú sa práve teraz veľmi
09:46
right now in robotics,
236
574834
1484
zaujíma robotika,
09:48
because we've understood that,
237
576318
1732
pretože chápeme to,
09:50
rather than sending a single,
238
578050
1614
že skôr ako posielať jediného
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
579664
3495
dômyselného, drahého robota
09:55
to explore another planet
240
583159
1417
na prieskum inej planéty
09:56
or to search a burning building,
241
584576
2567
alebo na prieskum horiacej budovy
09:59
that instead, it may be more effective
242
587143
2600
by bolo možno efektívnejšie
10:01
to get a group of cheaper robots
243
589743
4377
poslať skupinu lacných robotov,
10:06
exchanging only minimal information,
244
594120
2545
ktorí si vymieňajú iba minimum informácii,
10:08
and that's the way that ants do it.
245
596665
2799
a to je presne spôsob,
ako to robia mravce.
ako to robia mravce.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
599464
1765
Útočný argentínsky mravec
10:13
makes expandable search networks.
247
601229
2330
vytvára rozšíriteľné siete hľadania.
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
603559
2273
Veľmi dobre zvládajú hlavný problém
10:17
of collective search,
249
605832
1331
spoločného hľadania,
10:19
which is the trade-off between
250
607163
2566
ktorým je kompromis medzi
10:21
searching very thoroughly
251
609729
1336
veľmi dôsledným hľadaním
10:23
and covering a lot of ground.
252
611065
1997
a pokrytím čo najväčšej časti územia.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
Robia to tak,
10:25
when there are many ants in a small space,
254
613957
2387
že keď je veľa mravcov na malom území,
10:28
then each one can search very thoroughly
255
616344
2213
tak môže každý z nich hľadať veľmi dôsledne,
10:30
because there will be another ant nearby
256
618557
1624
pretože nablízku bude ďalší mravec,
10:32
searching over there,
257
620181
1357
ktorý prehľadá vedľajšie územie,
10:33
but when there are a few ants
258
621538
1647
ale keď hľadá len niekoľko mravcov
10:35
in a large space,
259
623185
2055
na veľkom území,
10:37
then they need to stretch out their paths
260
625240
2414
tak musia rozšíriť svoju plochu hľadania
10:39
to cover more ground.
261
627654
1803
aby preskúmali väčšie územie.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
629457
2954
Myslím, že používajú interakcie,
aby posúdili, koľko ich je v priestore,
aby posúdili, koľko ich je v priestore,
10:44
so when they're really crowded,
263
632411
1229
takže keď sú naozaj prehustení,
10:45
they meet more often,
264
633640
1102
stretávajú sa častejšie
10:46
and they search more thoroughly.
265
634742
2465
a začnú prehľadávať dôslednejšie.
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
637207
3400
Rozdielne druhy mravcov musia
používať rozdielne algoritmy,
používať rozdielne algoritmy,
10:52
because they've evolved to deal with
267
640607
2522
pretože sa vyvinuli na vysporiadanie sa
10:55
different resources,
268
643129
1671
s rôznymi zdrojmi.
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
644800
2559
Bolo by naozaj užitočné vedieť o tom,
10:59
and so we recently asked ants
270
647359
1642
a tak sme nedávno požiadali mravce,
11:01
to solve the collective search problem
271
649001
2450
aby vyriešili problém
kolektívneho hľadania
kolektívneho hľadania
11:03
in the extreme environment
272
651451
1368
v extrémnom prostredí
11:04
of microgravity
273
652819
1558
mikrogravitácie
11:06
in the International Space Station.
274
654377
1976
na palube Medzinárodnej kozmickej stanice.
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
656353
1545
Keď som prvýkrát videla
tento obrázok, pomyslela som si:
tento obrázok, pomyslela som si:
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
657898
2857
Ach, nie, namontovali
mravčí habitat zvislo,
mravčí habitat zvislo,
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
660755
2618
ale potom som pochopila,
že je to, samozrejme, jedno.
že je to, samozrejme, jedno.
11:15
So the idea here is that the ants
278
663373
2637
Myšlienka tohto pokusu
je v tom, že mravce
je v tom, že mravce
11:18
are working so hard to hang on
279
666010
1970
sa všemocne snažia udržať
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
667980
3057
na stene alebo podlahe alebo to nazvite ako chcete,
11:23
that they're less likely to interact,
281
671037
3009
že je menej pravdepodobné,
že budú vzájomne na seba pôsobiť,
že budú vzájomne na seba pôsobiť,
11:26
and so the relationship between
282
674046
1244
a teda vzťah medzi tým,
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
675290
2120
ako sú mravce nahusto a ako často sa stretávajú,
11:29
would be messed up.
284
677410
1725
by bol narušený.
11:31
We're still analyzing the data.
285
679135
1395
Stále ešte analyzujeme údaje.
11:32
I don't have the results yet.
286
680530
1964
Nemám ešte výsledky.
11:34
But it would be interesting to know
287
682494
1694
Ale bolo by zaujímavé vedieť,
11:36
how other species solve this problem
288
684188
2459
ako tento problém riešia iné druhy
11:38
in different environments on Earth,
289
686647
2564
v rozdielnych prostrediach na zemi,
11:41
and so we're setting up a program
290
689211
1266
takže začíname s programom,
11:42
to encourage kids around the world
291
690477
2160
ktorý podnecuje deti z celého sveta,
11:44
to try this experiment with different species.
292
692637
2536
aby vyskúšali tento experiment
s rozdielnymi druhmi.
s rozdielnymi druhmi.
11:47
It's very simple.
293
695173
1767
Je to veľmi jednoduché.
11:48
It can be done with cheap materials.
294
696940
2090
Dá sa to urobiť s lacnými materiálmi.
11:51
And that way, we could make a global map
295
699030
2833
Týmto spôsobom by sme mohli
vytvoriť celosvetovú mapu
vytvoriť celosvetovú mapu
11:53
of ant collective search algorithms.
296
701863
3347
mravčích algoritmov spoločného hľadania.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
705210
2483
A myslím, že je dosť pravdepodobné, že útočné druhy,
11:59
the ones that come into our buildings,
298
707693
2149
tie, ktoré prichádzajú do našich domov,
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
budú v tomto veľmi dobré,
12:03
because they're in your kitchen
300
711584
1848
keďže sú vo vašej kuchyni
12:05
because they're really good
at finding food and water.
at finding food and water.
301
713432
3907
preto, že sú naozaj dobré
v hľadaní potravy a vody.
v hľadaní potravy a vody.
12:09
So the most familiar resource for ants
302
717339
3265
Najznámejší zdroj potravy pre mravce
12:12
is a picnic,
303
720604
1315
je piknik
12:13
and this is a clustered resource.
304
721919
2145
a treba povedať, že je to
rozdrobený zdroj.
rozdrobený zdroj.
12:16
When there's one piece of fruit,
305
724064
999
Ak je tam jeden kúsok ovocia,
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
725063
2515
je pravdepodobné, že neďaleko bude ďalší,
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
727578
3432
a mravce, ktoré sa špecializujú
na takéto zdroje,
na takéto zdroje,
12:23
use interactions for recruitment.
308
731010
1942
využijú interakcie na
zapojenie ďalších mravcov.
zapojenie ďalších mravcov.
12:24
So when one ant meets another,
309
732952
1277
A tak, keď jeden mravec stretne druhého
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
734229
1625
alebo keď nájde na zemi
chemickú stopu vytvorenú
chemickú stopu vytvorenú
12:27
on the ground by another,
311
735854
1736
na zemi iným mravcom,
12:29
then it changes direction to follow
312
737590
1833
tak zmení smer, ktorý nasleduje,
12:31
in the direction of the interaction,
313
739423
1573
na smer interakcie,
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
740996
1977
a tak sa vám stane, že zrazu
máte zástup mravcov,
máte zástup mravcov,
12:34
sharing your picnic.
315
742973
1413
ktorí sa chcú tiež pohostiť
na vašom pikniku.
na vašom pikniku.
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
744386
1695
Toto je miesto, kde si myslím,
že by sme mohli byť schopní
že by sme mohli byť schopní
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
746081
3741
sa od mravcov naučiť niečo o rakovine.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
749822
1981
Za prvé si myslím, že by sme
mohli veľa urobiť
mohli veľa urobiť
12:43
to prevent cancer
319
751803
1610
na prevenciu rakoviny,
12:45
by not allowing people to spread around
320
753413
2577
a to tak, že by sme ľudom
nedovolili rozširovať
nedovolili rozširovať
12:47
or sell the toxins that promote
321
755990
1944
alebo predávať toxíny, ktoré podporujú
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
757934
2780
vývoj rakoviny v našom tele,
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
760714
2346
ale v tom nám asi mravce veľmi nepomôžu,
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
763060
3358
pretože oni si svoje kolónie nikdy neotrávia.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
766418
1332
Ale niečo by sme sa
od mravcov mohli naučiť
od mravcov mohli naučiť
12:59
about treating cancer.
326
767750
1763
o liečbe rakoviny.
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
769513
2225
Je veľa druhov rakoviny.
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
771738
2978
Každá začína na špecifickom mieste v tele
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
774716
2966
a potom sa niektoré druhy rakoviny rozšíria
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
777682
2830
alebo tvoria metastázy
v špecifických tkanivách,
v špecifických tkanivách,
13:12
where they must be getting
resources that they need.
resources that they need.
331
780512
2880
kde musia dostávať potrebné živiny.
13:15
So if you think from the perspective
332
783392
1808
Keď sa nad tým zamyslíte z tohto hľadiska,
13:17
of early metastatic cancer cells
333
785200
1950
že metastázové rakovinové bunky,
13:19
as they're out searching around
334
787150
1623
ktoré sa pohybujú telom
13:20
for the resources that they need,
335
788773
2317
a hľadajú zdroje, ktoré potrebujú,
13:23
if those resources are clustered,
336
791090
1983
ak sú tie zdroje zhustené,
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
793073
3013
pravdepodobne použijú interakcie na nábor,
13:28
and if we can figure out how
cancer cells are recruiting,
cancer cells are recruiting,
338
796086
3093
a keby sme zistili, ako sa
rakovinové bunky zvolávajú,
rakovinové bunky zvolávajú,
13:31
then maybe we could set traps
339
799179
2347
možno by sme mohli nastaviť pasce
13:33
to catch them before they become established.
340
801526
4049
a pochytať ich, kým sa usadia.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
805575
3235
Takže mravce používajú interakcie
rozdielnymi spôsobmi,
rozdielnymi spôsobmi,
13:40
in a huge variety of environments,
342
808810
2602
vo veľkom množstve prostredí
13:43
and we could learn from this
343
811412
1821
a my by sme sa z tohto mohli naučiť
13:45
about other systems that operate
344
813233
1777
o iných systémov, ktoré pracujú
13:47
without central control.
345
815010
2337
bez centrálnej kontroly.
13:49
Using only simple interactions,
346
817347
1979
Používaním iba jednoduchých interakcii
13:51
ant colonies have been performing
347
819326
1795
mravčie kolónie predvádzajú
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
821121
3633
úžasné skutky už viac ako 130 miliónov rokov.
13:56
We have a lot to learn from them.
349
824754
2140
Máme sa od nich veľa čo učiť.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
Ďakujem.
14:01
(Applause)
351
829632
2733
(Potlesk)
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