TED2014
Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet
Deborah Gordon: O que as formigas nos ensinam sobre o cérebro, o cancro e a Internet
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A ecologista Deborah Gordon estuda as formigas onde quer que as encontre — no deserto, nos trópicos, na cozinha... Nesta palestra fascinante, explica a sua obsessão por insetos que muitos de nós afastaríamos alegremente sem pensar duas vezes. Considera que a vida das formigas fornece um modelo útil para aprendermos sobre muitos outros sistemas, incluindo a doença, a tecnologia e o cérebro humano.
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
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00:13
I study ants
0
1099
1619
Estudo as formigas
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
2718
3297
no deserto, na floresta tropical
00:18
and in my kitchen,
2
6015
1528
e na minha cozinha;
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
7543
4020
nas colinas em torno de
Silicon Valley onde vivo.
Silicon Valley onde vivo.
00:23
I've recently realized that ants
4
11563
1676
Há pouco tempo descobri que as formigas
00:25
are using interactions differently
5
13239
2278
usam interações de modo diferente
00:27
in different environments,
6
15517
1828
em diferentes ambientes.
00:29
and that got me thinking
that we could learn from this
that we could learn from this
7
17345
2000
Isso fez-me pensar que, a partir disso,
00:31
about other systems,
8
19345
1555
podíamos aprender sobre outros sistemas,
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
20900
5588
como o cérebro e as redes
de dados que concebemos
de dados que concebemos
00:38
and even cancer.
10
26488
2846
e até mesmo o cancro.
00:41
So what all these systems have in common
11
29334
1752
O que todos estes sistemas têm em comum
00:43
is that there's no central control.
12
31086
2857
é que não há um controlo central.
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
33943
3820
Uma colónia de formigas é formada
por obreiras estéreis
por obreiras estéreis
00:49
those are the ants you see walking around —
14
37763
2386
— são as formigas que vemos a passear —
00:52
and then one or more reproductive females
15
40149
2156
e uma ou mais fêmeas reprodutoras
00:54
who just lay the eggs.
16
42305
2103
que apenas põem os ovos.
00:56
They don't give any instructions.
17
44408
2009
Não dão quaisquer instruções.
00:58
Even though they're called queens,
18
46417
1984
Apesar de lhes chamarmos rainhas,
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
48401
2165
não dizem a ninguém o que devem fazer.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
50566
3276
Assim, numa colónia de formigas,
não há ninguém responsável.
não há ninguém responsável.
01:05
and all systems like this without central control
21
53842
2778
Todos os sistemas como este,
sem um controlo central,
sem um controlo central,
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
56620
3919
são regulados através
de interações muito simples.
de interações muito simples.
01:12
Ants interact using smell.
23
60549
2727
As formigas interagem usando o olfato.
01:15
They smell with their antennae,
24
63276
2187
Cheiram com as antenas
01:17
and they interact with their antennae,
25
65463
2761
e interagem com as antenas.
01:20
so when one ant touches another with its antennae,
26
68224
3009
Quando uma formiga
toca noutra com as antenas,
toca noutra com as antenas,
pode dizer, por exemplo,
se a outra formiga
se a outra formiga
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
71233
1607
01:24
is a nestmate
28
72840
1634
é uma companheira do formigueiro,
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
74474
4236
e que tarefa está a fazer
aquela outra formiga.
aquela outra formiga.
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
78710
3200
Vemos aqui uma série
de formigas a passear
de formigas a passear
01:33
and interacting in a lab arena
31
81910
1933
e a interagir na arena do laboratório
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
83843
3438
que está ligada por tubos
a duas outras arenas.
a duas outras arenas.
01:39
So when one ant meets another,
33
87281
2504
Quando uma formiga encontra outra,
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
89785
2089
não interessa qual seja a que encontra,
01:43
and they're actually not transmitting
35
91874
1885
não está a transmitir
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
93759
3465
nenhum sinal ou mensagem complicada.
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
97224
2111
À formiga só interessa o ritmo
01:51
at which it meets other ants.
38
99335
2821
a que encontra outras formigas.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
102156
2757
Todas estas interações, em conjunto,
01:56
produce a network.
40
104913
2505
formam uma rede.
01:59
So this is the network of the ants
41
107418
2210
Esta é a rede das formigas
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
109628
2644
que acabaram de ver a passear pela arena.
02:04
and it's this constantly shifting network
43
112272
3287
É esta rede que está sempre a mudar
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
115559
2520
que produz o comportamento da colónia.
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
118079
2881
Por exemplo, se todas as formigas
estão escondidas no formigueiro,
estão escondidas no formigueiro,
02:12
or how many are going out to forage.
46
120960
2694
ou quantas saíram para ir buscar comida.
02:15
A brain actually works in the same way,
47
123654
1759
Um cérebro funciona da mesma maneira,
02:17
but what's great about ants is
48
125413
1500
mas o que é importante nas formigas
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
126913
4867
é que podemos ver toda a rede
à medida que ela acontece.
à medida que ela acontece.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
131780
3100
Há mais de 12 000 espécies de formigas,
02:26
in every conceivable environment,
51
134880
2125
em cada ambiente possível e imaginável.
02:29
and they're using interactions differently
52
137005
2649
Usam interações diferentes
02:31
to meet different environmental challenges.
53
139654
2768
para resolverem desafios
ambientais de modo diferente.
ambientais de modo diferente.
02:34
So one important environmental challenge
54
142422
2305
Um importante desafio ambiental
02:36
that every system has to deal with
55
144727
1870
com que todos os sistemas têm que lidar
02:38
is operating costs, just what it takes
56
146597
2083
são os custos operacionais,
o que é necessário
para que o sistema funcione.
para que o sistema funcione.
02:40
to run the system.
57
148680
2265
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
150945
2548
E outro desafio ambiental são os recursos,
02:45
finding them and collecting them.
59
153493
2336
encontrá-los e recolhê-los.
02:47
In the desert, operating costs are high
60
155829
2783
No deserto, os custos
operacionais são altos
operacionais são altos
02:50
because water is scarce,
61
158612
1773
porque a água é escassa.
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
160385
2499
As formigas que comem sementes,
as que estudei no deserto,
as que estudei no deserto,
02:54
have to spend water to get water.
63
162884
2900
têm que gastar água para obter água.
02:57
So an ant outside foraging,
64
165784
2139
Assim, uma formiga, lá fora,
à procura de sementes
sob o sol escaldante,
sob o sol escaldante,
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
167923
2037
03:01
just loses water into the air.
66
169960
2007
perde água no ar.
03:03
But the colony gets its water
67
171967
1664
Mas a colónia obtém água
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
173631
1766
metabolizando as gorduras
03:07
that they eat.
69
175397
1934
das sementes que comem.
03:09
So in this environment, interactions are used
70
177331
3159
Portanto, neste ambiente,
usam-se as interações
usam-se as interações
03:12
to activate foraging.
71
180490
1549
para ativar a procura de alimentos.
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
182039
2264
Uma formiga só sai à procura de comida
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
184303
2573
depois de ter interações
com as formigas que voltam.
com as formigas que voltam.
03:18
and what you see are the returning foragers
74
186876
1990
Vemos aqui as formigas que regressam,
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
188866
1824
a ir para o túnel, para o formigueiro,
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
190690
2636
e a encontrar as formigas que saem.
Isto faz sentido na colónia de formigas
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
193326
1623
03:26
because the more food there is out there,
78
194949
2323
porque, quanto mais alimento há lá fora
e mais rapidamente
as formigas o encontram,
as formigas o encontram,
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
197272
1851
03:31
the faster they come back,
80
199123
1236
mais rapidamente elas voltam
03:32
and the more foragers they send out.
81
200359
2801
e maior número de formigas podem sair.
03:35
The system works to stay stopped,
82
203160
2507
O sistema funciona para estar parado,
a não ser que aconteça
alguma coisa positiva.
alguma coisa positiva.
03:37
unless something positive happens.
83
205667
2015
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
207682
3881
As interações servem,
pois, para ativar as formigas.
pois, para ativar as formigas.
03:43
And we've been studying
the evolution of this system.
the evolution of this system.
85
211563
2907
Temos vindo a estudar
a evolução deste sistema.
a evolução deste sistema.
Primeiro, há variações.
03:46
First of all, there's variation.
86
214470
1091
03:47
It turns out that colonies are different.
87
215561
2479
Acontece que as colónias são diferentes.
Nos dias secos, algumas colónias
recolhem menos alimentos.
recolhem menos alimentos.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
218040
2696
03:52
so colonies are different in how
89
220736
1505
As colónias são diferentes
na forma como gerem o equilíbrio
03:54
they manage this trade-off
90
222241
1354
03:55
between spending water to search for seeds
91
223595
3168
entre gastar água para procurar sementes
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
226763
3320
e arranjar água sob a forma de sementes.
Estamos a tentar perceber
04:02
And we're trying to understand why
93
230083
1719
porque é que umas colónias
recolhem mais do que outras,
recolhem mais do que outras,
04:03
some colonies forage less than others
94
231802
2140
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
233942
2325
pensando nas formigas como neurónios,
04:08
using models from neuroscience.
96
236267
2338
usando modelos da neurociência.
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
238605
2674
Tal como um neurónio
aumenta o seu estímulo
aumenta o seu estímulo
de outros neurónios
para decidir se fica excitado,
para decidir se fica excitado,
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
241279
2006
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
243285
2885
uma formiga aumenta o seu estímulo
de outras formigas
de outras formigas
04:18
to decide whether to forage.
100
246170
2023
para decidir se deve procurar comida.
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
248193
1637
E do que andamos à procura é,
se haverá pequenas diferenças
entre colónias,
entre colónias,
04:21
small differences among colonies
102
249830
1992
04:23
in how many interactions each ant needs
103
251822
3314
quantas interações cada formiga precisa
antes de se dispor
a sair e a procurar comida,
a sair e a procurar comida,
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
255136
1926
04:29
because a colony like that would forage less.
105
257062
3767
porque uma colónia dessas
sairá menos para procurar comida.
sairá menos para procurar comida.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
260829
3139
E isso coloca uma questão
análoga sobre o cérebro.
análoga sobre o cérebro.
Estamos a falar do cérebro,
04:35
We talk about the brain,
107
263968
1412
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
265380
2890
mas, claro, todos os cérebros
são um pouco diferentes,
são um pouco diferentes,
e talvez haja alguns indivíduos
04:40
and maybe there are some individuals
109
268270
1379
04:41
or some conditions
110
269649
1319
ou certas condições
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
270968
3222
em que as propriedades
elétricas dos neurónios
elétricas dos neurónios
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
274190
3870
são tais que exigem
mais estímulos para se excitarem.
mais estímulos para se excitarem.
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
278060
3726
Isso levaria a diferenças
na função cerebral.
na função cerebral.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
281786
2334
Para fazermos perguntas evolucionárias,
04:56
we need to know about reproductive success.
115
284120
2679
precisamos de conhecer
o êxito reprodutivo.
o êxito reprodutivo.
04:58
This is a map of the study site
116
286799
2325
Isto é um mapa do local do estudo
05:01
where I have been tracking this population
117
289124
2553
onde eu estive a observar esta população
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
291677
3293
de formigas e colónias durante 28 anos,
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
294970
2262
que é o tempo máximo que uma colónia vive.
05:09
Each symbol is a colony,
120
297232
2099
Cada símbolo é uma colónia.
05:11
and the size of the symbol is
how many offspring it had,
how many offspring it had,
121
299331
3266
O tamanho do símbolo significa
a quantidade de descendência que teve,
a quantidade de descendência que teve,
05:14
because we were able to use genetic variation
122
302597
1913
porque usámos a variação genética
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
304510
2711
para comparar as colónias
de mães e de filhas,
de mães e de filhas,
05:19
that is, to figure out which colonies
124
307221
3297
ou seja, para perceber quais as colónias
que foram fundadas por uma rainha filha
05:22
were founded by a daughter queen
125
310518
1925
05:24
produced by which parent colony.
126
312443
2068
e de que colónia provém essa rainha.
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
314511
2002
Fiquei admirada,
depois daqueles anos todos,
depois daqueles anos todos,
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
316513
3128
ao descobrir, por exemplo,
que a colónia 154,
que a colónia 154,
05:31
whom I've known well for many years,
129
319641
2176
que eu conhecia bem há muitos anos,
05:33
is a great-grandmother.
130
321817
1819
é uma bisavó.
05:35
Here's her daughter colony,
131
323636
1740
Esta é a colónia sua filha
05:37
here's her granddaughter colony,
132
325376
2684
Esta é a colónia sua neta.
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
328060
2392
Estas são as colónias suas bisnetas.
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
330452
2025
Ao fazer isto, pude aprender
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
332477
3283
que as colónias descendentes
são parecidas com as das mães
são parecidas com as das mães
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
335760
2217
nas suas decisões
sobre os dias tão quentes
sobre os dias tão quentes
05:49
that they don't forage,
137
337977
1778
que não saem para apanhar comida.
05:51
and the offspring of parent colonies
138
339755
1464
As descendentes das colónias maternas
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
341219
2906
vivem tão separadas que
as formigas nunca se encontram.
as formigas nunca se encontram.
05:56
so the ants of the offspring colony
140
344125
2289
Portanto, as formigas
da colónia de descendentes
da colónia de descendentes
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
346414
2244
não aprenderam com a colónia maternal.
06:00
And so our next step is to look
142
348658
1381
Assim, o nosso próximo passo é observar
06:02
for the genetic variation
underlying this resemblance.
underlying this resemblance.
143
350039
5276
a variação genética
subjacente a esta parecença.
subjacente a esta parecença.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
355315
4125
Assim, pude perguntar:
"Quem está a fazer melhor?"
"Quem está a fazer melhor?"
06:11
Over the time of the study,
145
359440
1460
Durante o tempo do estudo,
06:12
and especially in the past 10 years,
146
360900
1465
especialmente nos últimos 10 anos,
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
362365
3308
houve uma seca muito acentuada e profunda
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
365673
2127
no sudoeste dos EUA.
06:19
and it turns out that the
colonies that conserve water,
colonies that conserve water,
149
367800
3053
Acontece que as colónias
que conservam água,
que conservam água,
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
370853
4429
que não saem quando
está muito calor lá fora,
está muito calor lá fora,
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
375282
2632
e sacrificam arranjar
tanta comida quanto possível,
tanta comida quanto possível,
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
377914
2945
são as que têm
mais colónias de descendentes.
mais colónias de descendentes.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
380859
2269
Portanto, pensei que a colónia 154
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
383128
2670
estava perdida porque,
nos dias muito quentes,
nos dias muito quentes,
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
385798
1868
havia uma redução de atividade,
06:39
while the other colonies were out
156
387666
1591
enquanto as outras colónias saíam
06:41
foraging, getting lots of food,
157
389257
2117
e apanhavam montes de comida.
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
391374
3020
Mas a colónia 154 foi um êxito enorme.
06:46
She's a matriarch.
159
394394
1332
É uma matriarca.
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
395726
3052
É uma das raras bisavós do local.
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
398778
2785
Que eu saiba, foi a primeira vez
06:53
that we've been able to track
162
401563
1639
que fomos capazes de detetar
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
403202
3001
a evolução em curso
do comportamento coletivo
do comportamento coletivo
06:58
in a natural population of animals
164
406203
2117
numa população natural de animais
07:00
and find out what's actually working best.
165
408320
4657
e de descobrir
o que é que funciona melhor.
o que é que funciona melhor.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
412977
2421
A Internet usa um algoritmo
07:07
to regulate the flow of data
167
415398
2853
para regular o fluxo de dados
07:10
that's very similar to the one
168
418251
2227
que é muito semelhante
ao que as formigas usam para regular
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
420478
2376
o fluxo das outras formigas.
07:14
the flow of foragers.
170
422854
1541
07:16
And guess what we call this analogy?
171
424395
3366
E adivinhem como chamamos a esta analogia?
Está a chegar a Anternet.
[Formiganet]
[Formiganet]
07:19
The anternet is coming.
172
427761
1518
07:21
(Applause)
173
429279
1721
(Aplausos)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
431000
3454
Os dados só saem do computador
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
434454
2861
quando recebem um sinal
de que há banda suficiente
de que há banda suficiente
07:29
for it to travel on.
176
437315
2729
para poderem viajar.
07:32
In the early days of the Internet,
177
440044
1441
Nos primeiros dias da Internet,
07:33
when operating costs were really high
178
441485
2274
quando os custos operacionais
eram muito altos
eram muito altos
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
443759
3227
e era muito importante
não perder dados nenhuns,
não perder dados nenhuns,
07:38
then the system was set up for interactions
180
446986
2157
o sistema estava feito para interações
07:41
to activate the flow of data.
181
449143
3062
para ativar o fluxo de dados.
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
452205
2385
É interessante que as formigas
usam um algoritmo
usam um algoritmo
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
454590
3896
muito semelhante ao que
inventámos recentemente,
inventámos recentemente,
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
458486
2953
mas é apenas um entre meia dúzia
de algoritmos das formigas
de algoritmos das formigas
07:53
that we know about,
185
461439
1419
que conhecemos.
07:54
and ants have had 130 million years
186
462858
3193
E as formigas tiveram 130 milhões de anos
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
466051
2026
para produzir alguns muito bons.
08:00
and I think it's very likely
188
468077
1506
Acho que é muito provável
08:01
that some of the other 12,000 species
189
469583
2557
que algumas das outras 12 000 espécies
08:04
are going to have interesting algorithms
190
472140
2697
possam vir a ter algoritmos interessantes
08:06
for data networks
191
474837
1024
para redes de dados
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
475861
2697
em que nunca sequer pensámos.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
478558
3085
O que acontece quando
os custos de operação são baixos?
os custos de operação são baixos?
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
481643
1787
Nos trópicos, esses custos são baixos,
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
483430
2096
porque há muita humidade
e as formigas podem sair
facilmente e passear.
facilmente e passear.
08:17
to be outside walking around.
196
485526
2824
08:20
But the ants are so abundant
197
488350
1653
Mas as formigas são tão abundantes
08:22
and diverse in the tropics
198
490003
1818
e diversificadas nos trópicos
08:23
that there's a lot of competition.
199
491821
2598
que há muita competição.
Sejam quais forem os recursos
que uma espécie esteja a usar,
que uma espécie esteja a usar,
08:26
Whatever resource one species is using,
200
494419
1952
08:28
another species is likely to be using that
201
496371
3172
há outra espécie que também os usa
08:31
at the same time.
202
499543
2379
simultaneamente.
08:33
So in this environment, interactions are used
203
501922
2608
Por isso, neste ambiente, as interações
são usadas de forma contrária.
08:36
in the opposite way.
204
504530
1945
08:38
The system keeps going
205
506475
1395
O sistema vai funcionando
08:39
unless something negative happens,
206
507870
1554
se não acontecer uma coisa negativa.
08:41
and one species that I study makes circuits
207
509424
2167
Uma espécie que estudei faz circuitos
08:43
in the trees of foraging ants
208
511591
2159
nas árvores das formigas forrageiras
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
513750
2981
entre o formigueiro e o local da comida,
08:48
just round and round,
210
516731
1329
sempre à roda,
08:50
unless something negative happens,
211
518060
1442
até que aconteça algo negativo,
08:51
like an interaction
212
519502
1609
como uma interação
08:53
with ants of another species.
213
521111
2739
com formigas de outra espécie.
08:55
So here's an example of ant security.
214
523850
2937
Isto é um exemplo
da segurança das formigas.
da segurança das formigas.
08:58
In the middle, there's an ant
215
526787
1858
No meio, está uma formiga
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
528645
2463
a meter a cabeça
na entrada do formigueiro,
na entrada do formigueiro,
09:03
in response to interactions with another species.
217
531108
2993
em reação às interações com outra espécie.
09:06
Those are the little ones running around
218
534101
1659
Aquelas são as pequeninas a correr à volta
09:07
with their abdomens up in the air.
219
535760
2751
com os abdómenes para o ar.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
538511
2046
Mas, logo que a ameaça passa,
09:12
the entrance is open again,
221
540557
2755
a entrada é aberta de novo.
09:15
and maybe there are situations
222
543312
1790
Talvez haja situações
09:17
in computer security
223
545102
1089
na segurança dos computadores
09:18
where operating costs are low enough
224
546191
2206
em que os custos operacionais
sejam tão baixos
sejam tão baixos
09:20
that we could just block access temporarily
225
548397
3375
que possamos bloquear
o acesso temporariamente
o acesso temporariamente
09:23
in response to an immediate threat,
226
551772
2193
em resposta a uma ameaça imediata
09:25
and then open it again,
227
553965
2026
e depois abri-lo de novo,
09:27
instead of trying to build
228
555991
1269
em vez de tentar construir
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
557260
3980
um "firewall" ou fortaleza permanente.
09:33
So another environmental challenge
230
561240
1940
Outro desafio ambiental
09:35
that all systems have to deal with
231
563180
1695
com que todos os sistemas se confrontam
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
564875
5452
são os recursos, procurá-los e colhê-los.
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
570327
1673
As formigas resolvem o problema
09:44
of collective search,
234
572000
1258
da procura coletiva.
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
573258
1576
Isso é um problema de grande interesse
09:46
right now in robotics,
236
574834
1484
na robótica,
09:48
because we've understood that,
237
576318
1732
porque sabemos que,
09:50
rather than sending a single,
238
578050
1614
em vez de enviar um único robô,
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
579664
3495
sofisticado e dispendioso
09:55
to explore another planet
240
583159
1417
para explorar outro planeta
09:56
or to search a burning building,
241
584576
2567
ou procurar um edifício a arder,
09:59
that instead, it may be more effective
242
587143
2600
talvez fosse mais eficaz
10:01
to get a group of cheaper robots
243
589743
4377
arranjar um grupo de robôs mais baratos,
10:06
exchanging only minimal information,
244
594120
2545
trocando apenas informações mínimas,
10:08
and that's the way that ants do it.
245
596665
2799
que é o que as formigas fazem.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
599464
1765
A formiga-argentina invasiva
10:13
makes expandable search networks.
247
601229
2330
forma redes de pesquisa expansíveis.
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
603559
2273
São boas a resolver o grande problema
10:17
of collective search,
249
605832
1331
da procura coletiva,
10:19
which is the trade-off between
250
607163
2566
que é o equilíbrio
entre uma procura muito cuidadosa
10:21
searching very thoroughly
251
609729
1336
10:23
and covering a lot of ground.
252
611065
1997
e a cobertura duma grande área.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
E o que fazem é o seguinte,
10:25
when there are many ants in a small space,
254
613957
2387
quando há muitas formigas
num espaço pequeno,
num espaço pequeno,
10:28
then each one can search very thoroughly
255
616344
2213
cada uma pode procurar exaustivamente
10:30
because there will be another ant nearby
256
618557
1624
porque há outra formiga ali ao pé,
10:32
searching over there,
257
620181
1357
à procura noutro local.
10:33
but when there are a few ants
258
621538
1647
Mas, quando há poucas formigas
10:35
in a large space,
259
623185
2055
num espaço amplo,
10:37
then they need to stretch out their paths
260
625240
2414
precisam de alargar os seus caminhos
10:39
to cover more ground.
261
627654
1803
para cobrir mais terreno.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
629457
2954
Penso que usam interações
para avaliar a densidade.
para avaliar a densidade.
10:44
so when they're really crowded,
263
632411
1229
Quando há uma grande multidão
10:45
they meet more often,
264
633640
1102
encontram-se mais vezes
10:46
and they search more thoroughly.
265
634742
2465
e procuram mais cuidadosamente.
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
637207
3400
Diferentes espécies de formigas
têm que usar algoritmos diferentes,
têm que usar algoritmos diferentes,
10:52
because they've evolved to deal with
267
640607
2522
porque evoluíram a lidar
com recursos diferentes.
10:55
different resources,
268
643129
1671
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
644800
2559
Seria muito útil conhecermos isso.
10:59
and so we recently asked ants
270
647359
1642
Há pouco tempo pedimos às formigas
11:01
to solve the collective search problem
271
649001
2450
para resolverem o problema
da procura coletiva
da procura coletiva
11:03
in the extreme environment
272
651451
1368
no ambiente extremo
11:04
of microgravity
273
652819
1558
da microgravidade
11:06
in the International Space Station.
274
654377
1976
na Estação Espacial Internacional.
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
656353
1545
Quando vi esta imagem
a primeira vez, pensei:
a primeira vez, pensei:
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
657898
2857
"Oh, montaram o "habitat" na vertical!"
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
660755
2618
Mas depois percebi que era indiferente.
11:15
So the idea here is that the ants
278
663373
2637
A ideia é que as formigas
11:18
are working so hard to hang on
279
666010
1970
esforçam-se tanto para se agarrar
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
667980
3057
à parede ou ao chão
ou ao que quer que lhe chamem,
ou ao que quer que lhe chamem,
11:23
that they're less likely to interact,
281
671037
3009
que têm menos hipóteses de interagir
e, por isso, a relação
11:26
and so the relationship between
282
674046
1244
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
675290
2120
entre o número que são
e quantas vezes se encontram
e quantas vezes se encontram
11:29
would be messed up.
284
677410
1725
fica prejudicada.
11:31
We're still analyzing the data.
285
679135
1395
Estamos a analisar os dados.
11:32
I don't have the results yet.
286
680530
1964
Ainda não tenho os resultados.
11:34
But it would be interesting to know
287
682494
1694
Mas seria interessante saber
11:36
how other species solve this problem
288
684188
2459
como outras espécies
resolvem este problema
resolvem este problema
11:38
in different environments on Earth,
289
686647
2564
em diferentes ambientes na Terra.
11:41
and so we're setting up a program
290
689211
1266
Estamos a organizar um programa
11:42
to encourage kids around the world
291
690477
2160
para encorajar os miúdos do mundo inteiro
11:44
to try this experiment with different species.
292
692637
2536
a tentar esta experiência
com espécies diferentes.
com espécies diferentes.
11:47
It's very simple.
293
695173
1767
É muito simples.
11:48
It can be done with cheap materials.
294
696940
2090
Pode ser feito com materiais baratos.
11:51
And that way, we could make a global map
295
699030
2833
E dessa forma,
podemos fazer um mapa global
podemos fazer um mapa global
11:53
of ant collective search algorithms.
296
701863
3347
dos algoritmos da pesquisa
coletiva das formigas.
coletiva das formigas.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
705210
2483
Penso que é provável
que as espécies invasivas,
que as espécies invasivas,
11:59
the ones that come into our buildings,
298
707693
2149
as que entram nas nossas casas,
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
serão muito boas nisso,
12:03
because they're in your kitchen
300
711584
1848
porque elas vão para a cozinha
12:05
because they're really good
at finding food and water.
at finding food and water.
301
713432
3907
porque são especialistas
em encontrar comida e água.
em encontrar comida e água.
12:09
So the most familiar resource for ants
302
717339
3265
O recurso mais familiar para as formigas
12:12
is a picnic,
303
720604
1315
é um piquenique,
12:13
and this is a clustered resource.
304
721919
2145
que é um recurso concentrado.
12:16
When there's one piece of fruit,
305
724064
999
Quando há uma peça de fruta,
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
725063
2515
é provável haver
outra peça de fruta ao pé.
outra peça de fruta ao pé.
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
727578
3432
As formigas especializadas
em recursos concentrados
em recursos concentrados
12:23
use interactions for recruitment.
308
731010
1942
usam interações para recrutar.
Quando uma formiga encontra outra,
12:24
So when one ant meets another,
309
732952
1277
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
734229
1625
ou encontra um químico
12:27
on the ground by another,
311
735854
1736
que outra deposita no chão,
12:29
then it changes direction to follow
312
737590
1833
muda de direção
12:31
in the direction of the interaction,
313
739423
1573
para seguir na direção
da interação.
da interação.
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
740996
1977
É como se forma o carreiro de formigas
12:34
sharing your picnic.
315
742973
1413
que devora o nosso piquenique.
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
744386
1695
Isto é um ponto em que penso que podemos
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
746081
3741
aprender alguma coisa
com as formigas, sobre o cancro.
com as formigas, sobre o cancro.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
749822
1981
Primeiro, é óbvio que podemos fazer imenso
12:43
to prevent cancer
319
751803
1610
para evitar o cancro
12:45
by not allowing people to spread around
320
753413
2577
não permitindo que as pessoas espalhem
12:47
or sell the toxins that promote
321
755990
1944
ou vendam as toxinas que favorecem
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
757934
2780
a evolução do cancro no nosso corpo.
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
760714
2346
Penso que as formigas
não podem ajudar nisso
não podem ajudar nisso
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
763060
3358
porque as formigas nunca
envenenam as suas colónias.
envenenam as suas colónias.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
766418
1332
Mas podemos aprender algo com as formigas
12:59
about treating cancer.
326
767750
1763
quanto ao tratamento do cancro.
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
769513
2225
Há muitos tipos de cancro.
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
771738
2978
Cada um deles tem origem
numa determinada parte do corpo
numa determinada parte do corpo
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
774716
2966
e depois alguns tipos
de cancro espalham-se
de cancro espalham-se
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
777682
2830
ou criam metástases
noutros tecidos particulares
noutros tecidos particulares
13:12
where they must be getting
resources that they need.
resources that they need.
331
780512
2880
onde têm que ir buscar
os recursos de que precisam.
os recursos de que precisam.
13:15
So if you think from the perspective
332
783392
1808
Se pensarmos segundo a perspetiva
13:17
of early metastatic cancer cells
333
785200
1950
das células cancerígenas metastáticas
13:19
as they're out searching around
334
787150
1623
quando elas andam à procura
13:20
for the resources that they need,
335
788773
2317
dos recursos de que precisam,
13:23
if those resources are clustered,
336
791090
1983
se esses recursos estiverem concentrados,
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
793073
3013
provavelmente usarão
interações para recrutamento.
interações para recrutamento.
13:28
and if we can figure out how
cancer cells are recruiting,
cancer cells are recruiting,
338
796086
3093
Se conseguirmos saber como
é que as células cancerígenas recrutam,
é que as células cancerígenas recrutam,
13:31
then maybe we could set traps
339
799179
2347
talvez possamos montar armadilhas
13:33
to catch them before they become established.
340
801526
4049
para as apanhar antes
de elas se instalarem.
de elas se instalarem.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
805575
3235
As formigas usam interações
de modos diferentes
de modos diferentes
13:40
in a huge variety of environments,
342
808810
2602
numa enorme variedade de ambientes.
13:43
and we could learn from this
343
811412
1821
Podemos aprender com isso
13:45
about other systems that operate
344
813233
1777
sobre outros sistemas que funcionam
13:47
without central control.
345
815010
2337
sem controlo central.
13:49
Using only simple interactions,
346
817347
1979
Usando apenas simples interações,
13:51
ant colonies have been performing
347
819326
1795
as colónias de formigas têm desempenhado
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
821121
3633
feitos espantosos desde
há mais de 130 milhões de anos.
há mais de 130 milhões de anos.
13:56
We have a lot to learn from them.
349
824754
2140
Temos muito a aprender com elas.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
Obrigada.
(Aplausos)
14:01
(Applause)
351
829632
2733
ABOUT THE SPEAKER
Deborah Gordon - EcologistBy studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves.
Why you should listen
Ecologist Deborah M. Gordon has learned that ant colonies can work without central control by using simple interactions like how often the insects touch antennae. Contrary to the notion that colonies are organized by efficient ants, she has instead discovered that evolution has produced “noisy” systems that tolerate accident and respond flexibly to the environment. When conditions are tough, natural selection favors colonies that conserve resources.
Her studies of ant colonies have led her and her Stanford colleagues to the discovery of the “Anternet,” which regulates foraging in ants in the same way the internet regulates data traffic. But as she said to Wired in 2013, "Insect behavior mimicking human networks ... is actually not what’s most interesting about ant networks. What’s far more interesting are the parallels in the other direction: What have the ants worked out that we humans haven’t thought of yet?" Her latest exploration: How do ants behave in space?
Deborah Gordon | Speaker | TED.com