TED2014
Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet
Дебора Гордон: Что мы можем узнать у муравьёв о мозге, раке и Интернете
Filmed:
Readability: 4.5
1,481,089 views
Эколог Дебора Гордон изучает муравьёв везде, где только может их найти: в пустыне, в тропиках, в своей кухне... В этой изумительной речи она объясняет свою одержимость насекомыми, которых многие из нас прихлопнули бы с радостью, не раздумывая. Она доказывает, что жизнь муравьёв служит нам моделью для изучения множества проблем, включая болезни, технологии и человеческий мозг.
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
Я изучаю муравьёв
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
2718
3297
в пустыне, в тропическом лесу,
00:18
and in my kitchen,
2
6015
1528
в моей кухне
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
7543
4020
и на холмах вокруг
Силиконовой долины, где я живу.
Силиконовой долины, где я живу.
00:23
I've recently realized that ants
4
11563
1676
Недавно я поняла, что муравьи
00:25
are using interactions differently
5
13239
2278
взаимодействуют по-разному
00:27
in different environments,
6
15517
1828
в разных условиях,
00:29
and that got me thinking
that we could learn from this
that we could learn from this
7
17345
2000
и это натолкнуло меня на мысль,
что с их помощью мы можем изучать
что с их помощью мы можем изучать
00:31
about other systems,
8
19345
1555
другие системы,
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
20900
5588
такие как мозг и сети передачи данных,
которые мы создаём,
которые мы создаём,
00:38
and even cancer.
10
26488
2846
и даже рак.
00:41
So what all these systems have in common
11
29334
1752
Все эти системы объединяет
00:43
is that there's no central control.
12
31086
2857
отсутствие центра управления.
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
33943
3820
Колония муравьёв состоит
из стерильных самок-рабочих,
из стерильных самок-рабочих,
00:49
those are the ants you see walking around —
14
37763
2386
муравьёв, которых мы видим вокруг,
00:52
and then one or more reproductive females
15
40149
2156
и одной или более способной
к размножению матки,
к размножению матки,
00:54
who just lay the eggs.
16
42305
2103
которая только откладывает яйца.
00:56
They don't give any instructions.
17
44408
2009
Они не дают никаких распоряжений.
00:58
Even though they're called queens,
18
46417
1984
Несмотря на то,
что их называют королевами,
что их называют королевами,
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
48401
2165
они не сообщают никому, что делать.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
50566
3276
Муравьиная колония, где нет управляющих,
01:05
and all systems like this without central control
21
53842
2778
и подобные ей системы
без центра управления
без центра управления
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
56620
3919
регулируются простейшими взаимодействиями.
01:12
Ants interact using smell.
23
60549
2727
Муравьи взаимодействуют через запахи.
01:15
They smell with their antennae,
24
63276
2187
Они чувствуют запах антеннами,
01:17
and they interact with their antennae,
25
65463
2761
и они взаимодействуют при помощи антенн.
01:20
so when one ant touches another with its antennae,
26
68224
3009
Когда один муравей соприкасается
с антеннами другого,
с антеннами другого,
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
71233
1607
он может узнать, например,
принадлежит ли другой муравей
принадлежит ли другой муравей
01:24
is a nestmate
28
72840
1634
к тому же муравейнику,
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
74474
4236
и какие работы другой муравей выполняет.
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
78710
3200
Тут вы видите множество муравьёв,
перемещающихся
перемещающихся
01:33
and interacting in a lab arena
31
81910
1933
и взаимодействующих
на лабораторной площадке,
на лабораторной площадке,
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
83843
3438
которая соединена трубками
с двумя другими площадками.
с двумя другими площадками.
01:39
So when one ant meets another,
33
87281
2504
Когда один муравей встречает другого, —
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
89785
2089
неважно, какого муравья он встречает, —
01:43
and they're actually not transmitting
35
91874
1885
в действительности они не передают
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
93759
3465
каких-то сложных сигналов или сообщений.
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
97224
2111
Важно для муравья только место,
01:51
at which it meets other ants.
38
99335
2821
в котором он встречает других муравьёв.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
102156
2757
И все эти взаимодействия, вместе взятые,
01:56
produce a network.
40
104913
2505
образуют сеть.
01:59
So this is the network of the ants
41
107418
2210
Это и есть муравьиная сеть,
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
109628
2644
которую вы только что видели
перемещающейся по площадке,
перемещающейся по площадке,
02:04
and it's this constantly shifting network
43
112272
3287
и это постоянно перемещающаяся сеть
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
115559
2520
определяет поведение колонии,
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
118079
2881
как то, прячутся ли все муравьи
внутри муравейника,
внутри муравейника,
02:12
or how many are going out to forage.
46
120960
2694
и сколько из них собирается
на поиски пропитания.
на поиски пропитания.
02:15
A brain actually works in the same way,
47
123654
1759
На самом деле, так же работает и наш мозг,
02:17
but what's great about ants is
48
125413
1500
но в муравьях прекрасно то,
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
126913
4867
что вы можете наблюдать всю сеть целиком.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
131780
3100
Существует более 12 000 видов муравьёв
02:26
in every conceivable environment,
51
134880
2125
в любой возможной среде,
02:29
and they're using interactions differently
52
137005
2649
и они используют взаимодействие
по-разному,
по-разному,
02:31
to meet different environmental challenges.
53
139654
2768
чтобы успешно противостоять
условиям среды.
условиям среды.
02:34
So one important environmental challenge
54
142422
2305
Одна из сложных задач окружающей среды,
02:36
that every system has to deal with
55
144727
1870
с которой сталкивается каждая система, —
02:38
is operating costs, just what it takes
56
146597
2083
это затраты на поддержание
жизнедеятельности, те, что нужны
жизнедеятельности, те, что нужны
02:40
to run the system.
57
148680
2265
для поддержания работы системы.
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
150945
2548
И другая проблема, которую ставит
окружающая среда, — это ресурсы,
окружающая среда, — это ресурсы,
02:45
finding them and collecting them.
59
153493
2336
их поиск и сбор.
02:47
In the desert, operating costs are high
60
155829
2783
В пустыне затраты на поддержание
жизнедеятельности высоки,
жизнедеятельности высоки,
02:50
because water is scarce,
61
158612
1773
потому что вода в дефиците,
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
160385
2499
и муравьи-семяеды,
которых я изучала в пустыне,
которых я изучала в пустыне,
02:54
have to spend water to get water.
63
162884
2900
должны потратить воду, чтобы добыть её.
02:57
So an ant outside foraging,
64
165784
2139
Муравей, находясь снаружи в поисках пищи,
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
167923
2037
ищет семена под палящим солнцем,
03:01
just loses water into the air.
66
169960
2007
тем самым теряя воду,
испаряющуюся в воздух.
испаряющуюся в воздух.
03:03
But the colony gets its water
67
171967
1664
Но колония получает воду
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
173631
1766
в процессе преобразования жиров из семян,
03:07
that they eat.
69
175397
1934
которые они едят.
03:09
So in this environment, interactions are used
70
177331
3159
В данных условиях среды
взаимодействие нужно
взаимодействие нужно
03:12
to activate foraging.
71
180490
1549
для сбора пищи.
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
182039
2264
Собирающийся на поиски муравей-сборщик
не выйдет до тех пор,
не выйдет до тех пор,
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
184303
2573
пока не получит достаточно информации
от вернувшихся сборщиков.
от вернувшихся сборщиков.
03:18
and what you see are the returning foragers
74
186876
1990
Тут вы видите возвращающихся сборщиков,
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
188866
1824
проходящих по туннелю в муравейник,
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
190690
2636
которые встречают выходящих сборщиков
на своём пути.
на своём пути.
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
193326
1623
Это очень важно для колонии,
03:26
because the more food there is out there,
78
194949
2323
потому что чем больше пищи снаружи,
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
197272
1851
тем быстрее сборщики найдут её,
03:31
the faster they come back,
80
199123
1236
и тем быстрее они вернутся,
03:32
and the more foragers they send out.
81
200359
2801
и тем больше сборщиков они смогут послать.
03:35
The system works to stay stopped,
82
203160
2507
Работа системы неумолимо продолжается
03:37
unless something positive happens.
83
205667
2015
до тех пор, пока не произойдут улучшения.
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
207682
3881
Таким образом, взаимодействия
запускают процесс поиска пищи.
запускают процесс поиска пищи.
03:43
And we've been studying
the evolution of this system.
the evolution of this system.
85
211563
2907
Мы изучали развитие этой системы.
03:46
First of all, there's variation.
86
214470
1091
Во-первых, есть различия.
03:47
It turns out that colonies are different.
87
215561
2479
Оказывается, колонии бывают разными.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
218040
2696
В засушливые дни некоторые колонии
ищут пищу менее активно,
ищут пищу менее активно,
03:52
so colonies are different in how
89
220736
1505
поэтому колонии различны в том,
03:54
they manage this trade-off
90
222241
1354
как они выбирают оптимальное соотношение
03:55
between spending water to search for seeds
91
223595
3168
между тратой воды на поиск семян
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
226763
3320
и получением воды в виде семян.
04:02
And we're trying to understand why
93
230083
1719
И мы пытаемся понять, почему
04:03
some colonies forage less than others
94
231802
2140
некоторые колонии ищут пищу
меньше, чем другие,
меньше, чем другие,
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
233942
2325
рассматривая муравьёв как нейроны,
04:08
using models from neuroscience.
96
236267
2338
используя модели нейробиологии.
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
238605
2674
Как только нейрон получает сигналы
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
241279
2006
от других нейронов, он решает,
передавать ли возбуждение;
передавать ли возбуждение;
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
243285
2885
муравей получает сигналы
от других муравьёв
от других муравьёв
04:18
to decide whether to forage.
100
246170
2023
и решает, отправляться ли на поиски пищи.
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
248193
1637
Мы ищем наличие возможности
04:21
small differences among colonies
102
249830
1992
небольших отличий среди колоний
04:23
in how many interactions each ant needs
103
251822
3314
в том, сколько взаимодействий
нужно каждому муравью
нужно каждому муравью
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
255136
1926
для того, чтобы он отправился
на поиски пропитания,
на поиски пропитания,
04:29
because a colony like that would forage less.
105
257062
3767
так как подобная колония
получит меньше пищи.
получит меньше пищи.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
260829
3139
И тут появляется
аналогичный вопрос о мозге.
аналогичный вопрос о мозге.
04:35
We talk about the brain,
107
263968
1412
Мы говорим о мозге,
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
265380
2890
но, конечно, каждый мозг
немного отличается,
немного отличается,
04:40
and maybe there are some individuals
109
268270
1379
и, возможно, есть такие люди
04:41
or some conditions
110
269649
1319
и такие условия,
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
270968
3222
в которых электрические
свойства нейронов таковы,
свойства нейронов таковы,
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
274190
3870
что им требуется больше сигналов
для возбуждения,
для возбуждения,
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
278060
3726
и это может привести
к различиям в работе мозга.
к различиям в работе мозга.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
281786
2334
Чтобы задавать вопросы о развитии,
04:56
we need to know about reproductive success.
115
284120
2679
нам сначала нужно знать
об успехах в размножении.
об успехах в размножении.
04:58
This is a map of the study site
116
286799
2325
Это карта исследуемого региона,
05:01
where I have been tracking this population
117
289124
2553
на которой я прослеживала популяцию
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
291677
3293
муравьёв-жнецов в течение 28 лет,
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
294970
2262
это примерно столько,
сколько живёт колония.
сколько живёт колония.
05:09
Each symbol is a colony,
120
297232
2099
Каждый круг — это колония.
05:11
and the size of the symbol is
how many offspring it had,
how many offspring it had,
121
299331
3266
Размер круга показывает размер потомства.
05:14
because we were able to use genetic variation
122
302597
1913
Мы смогли проследить
генетические изменения
генетические изменения
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
304510
2711
для сравнения родительских
и дочерних колоний,
и дочерних колоний,
05:19
that is, to figure out which colonies
124
307221
3297
и мы выяснили, какие колонии
05:22
were founded by a daughter queen
125
310518
1925
были созданы дочерьми королев
05:24
produced by which parent colony.
126
312443
2068
и от каких родительских колоний.
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
314511
2002
И каково было моё изумление
после всех этих лет
после всех этих лет
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
316513
3128
выяснить, например, что колония 154,
05:31
whom I've known well for many years,
129
319641
2176
которую я хорошо знала многие годы,
05:33
is a great-grandmother.
130
321817
1819
является прабабушкой.
05:35
Here's her daughter colony,
131
323636
1740
Вот её дочерняя колония,
05:37
here's her granddaughter colony,
132
325376
2684
а вот её колония-внучка,
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
328060
2392
а вот её колонии-правнучки.
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
330452
2025
В результате я смогла установить,
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
332477
3283
что колонии-потомки похожи
на свои родительские колонии
на свои родительские колонии
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
335760
2217
в своём решении, какой день
считать засушливым
считать засушливым
05:49
that they don't forage,
137
337977
1778
и не идти на поиски пищи;
05:51
and the offspring of parent colonies
138
339755
1464
потомки родительских колоний
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
341219
2906
живут настолько далеко друг от друга,
что муравьи никогда не встречаются,
что муравьи никогда не встречаются,
05:56
so the ants of the offspring colony
140
344125
2289
поэтому муравьи колоний-потомков
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
346414
2244
не могут научиться этому
у родительских колоний.
у родительских колоний.
06:00
And so our next step is to look
142
348658
1381
И наш следующий шаг — это поиск
06:02
for the genetic variation
underlying this resemblance.
underlying this resemblance.
143
350039
5276
генетических изменений,
отвечающих за это сходство.
отвечающих за это сходство.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
355315
4125
Тогда я могла бы спросить: кому же лучше?
06:11
Over the time of the study,
145
359440
1460
Во время моего изучения,
06:12
and especially in the past 10 years,
146
360900
1465
особенно последние 10 лет,
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
362365
3308
была жесточайшая и затяжная засуха
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
365673
2127
на юго-западе США,
06:19
and it turns out that the
colonies that conserve water,
colonies that conserve water,
149
367800
3053
и оказалось, что колонии,
сохранившие воду,
сохранившие воду,
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
370853
4429
остававшиеся внутри в очень жаркие дни
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
375282
2632
и, таким образом, жертвовавшие
потенциально добытой пищей,
потенциально добытой пищей,
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
377914
2945
вероятней всего, имели колонии-потомки.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
380859
2269
Всё это время я думала, что колония 154
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
383128
2670
является неудачником, потому что
в очень засушливые дни
в очень засушливые дни
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
385798
1868
у неё было лишь небольшое количество еды,
06:39
while the other colonies were out
156
387666
1591
в то время как другие колонии
были снаружи,
были снаружи,
06:41
foraging, getting lots of food,
157
389257
2117
собирая много пищи.
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
391374
3020
Но в действительности
колония 154 имела огромный успех.
колония 154 имела огромный успех.
06:46
She's a matriarch.
159
394394
1332
Она матриарх.
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
395726
3052
Она одна из немногих прабабушек
в этом регионе.
в этом регионе.
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
398778
2785
По моим сведениям, впервые
06:53
that we've been able to track
162
401563
1639
нам удалось отследить
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
403202
3001
происходящее развитие
коллективного поведения
коллективного поведения
06:58
in a natural population of animals
164
406203
2117
в естественной популяции животных
07:00
and find out what's actually working best.
165
408320
4657
и узнать, что работает лучше.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
412977
2421
Сейчас Интернет использует алгоритм
07:07
to regulate the flow of data
167
415398
2853
для управления потоками данных
07:10
that's very similar to the one
168
418251
2227
очень похожий на тот,
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
420478
2376
что муравьи-жнецы
используют для управления
используют для управления
07:14
the flow of foragers.
170
422854
1541
потоками сборщиков.
07:16
And guess what we call this analogy?
171
424395
3366
Догадайтесь, как мы зовём
данную аналогию?
данную аналогию?
07:19
The anternet is coming.
172
427761
1518
Антернет наступает.
[от англ. ant — муравей]
[от англ. ant — муравей]
07:21
(Applause)
173
429279
1721
(Аплодисменты)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
431000
3454
Данные не покидают компьютер-источник,
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
434454
2861
пока он не получит сигнал,
что достаточно пропускной способности
что достаточно пропускной способности
07:29
for it to travel on.
176
437315
2729
для перемещения данных.
07:32
In the early days of the Internet,
177
440044
1441
На заре Интернета,
07:33
when operating costs were really high
178
441485
2274
когда эксплуатационные расходы
были высоки,
были высоки,
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
443759
3227
было очень важно не потерять данные,
07:38
then the system was set up for interactions
180
446986
2157
поэтому система была настроена
на взаимодействия
на взаимодействия
07:41
to activate the flow of data.
181
449143
3062
для активации передачи данных.
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
452205
2385
Примечательно то, что муравьи
используют алгоритм,
используют алгоритм,
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
454590
3896
очень похожий на тот,
что мы недавно создали,
что мы недавно создали,
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
458486
2953
но это лишь один из многих
алгоритмов муравьёв,
алгоритмов муравьёв,
07:53
that we know about,
185
461439
1419
о котором нам известно.
07:54
and ants have had 130 million years
186
462858
3193
У муравьёв было 130 миллионов лет
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
466051
2026
для создания множества хороших алгоритмов,
08:00
and I think it's very likely
188
468077
1506
и я считаю очевидным,
08:01
that some of the other 12,000 species
189
469583
2557
что некоторые из остальных 12 000 видов
08:04
are going to have interesting algorithms
190
472140
2697
имеют интересные алгоритмы
08:06
for data networks
191
474837
1024
для сетей передачи данных,
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
475861
2697
о которых мы даже и не думали.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
478558
3085
Что происходит когда затраты
на поддержание жизнедеятельности низки?
на поддержание жизнедеятельности низки?
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
481643
1787
Затраты на поддержание жизнедеятельности
низки в тропиках,
низки в тропиках,
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
483430
2096
так как там очень влажно и муравьи легко
08:17
to be outside walking around.
196
485526
2824
могут находиться снаружи для поисков.
08:20
But the ants are so abundant
197
488350
1653
Но муравьи настолько распространены
08:22
and diverse in the tropics
198
490003
1818
и разнообразны в тропиках,
08:23
that there's a lot of competition.
199
491821
2598
что появляется большая конкуренция.
08:26
Whatever resource one species is using,
200
494419
1952
Какой бы ресурс ни использовал один вид,
08:28
another species is likely to be using that
201
496371
3172
другой вид, вероятно, так же использует его
08:31
at the same time.
202
499543
2379
в то же время.
08:33
So in this environment, interactions are used
203
501922
2608
В этих условиях взаимодействие применяется
08:36
in the opposite way.
204
504530
1945
наоборот.
08:38
The system keeps going
205
506475
1395
Система работает,
08:39
unless something negative happens,
206
507870
1554
пока не случится что-то негативное.
08:41
and one species that I study makes circuits
207
509424
2167
Один вид, который я изучаю,
двигается по контурам
двигается по контурам
08:43
in the trees of foraging ants
208
511591
2159
на деревьях, на которых кормятся муравьи,
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
513750
2981
двигаясь от муравейника
к источнику пищи и обратно,
к источнику пищи и обратно,
08:48
just round and round,
210
516731
1329
круг за кругом,
08:50
unless something negative happens,
211
518060
1442
пока не случится что-то негативное,
08:51
like an interaction
212
519502
1609
как взаимодействие
08:53
with ants of another species.
213
521111
2739
с муравьями другого вида.
08:55
So here's an example of ant security.
214
523850
2937
Вот пример
муравьиной системы безопасности.
муравьиной системы безопасности.
08:58
In the middle, there's an ant
215
526787
1858
В центре находится муравей,
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
528645
2463
преграждая вход в гнездо своей головой
09:03
in response to interactions with another species.
217
531108
2993
в результате взаимодействий
с другими видами.
с другими видами.
09:06
Those are the little ones running around
218
534101
1659
Те маленькие муравьи ползают вокруг
09:07
with their abdomens up in the air.
219
535760
2751
с поднятыми вверх брюшками.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
538511
2046
Но как только угроза исчезает,
09:12
the entrance is open again,
221
540557
2755
вход снова открывается.
09:15
and maybe there are situations
222
543312
1790
В компьютерной безопасности
09:17
in computer security
223
545102
1089
возможны ситуации,
09:18
where operating costs are low enough
224
546191
2206
когда эксплуатационные расходы
достаточно низки,
достаточно низки,
09:20
that we could just block access temporarily
225
548397
3375
чтобы мы просто могли
временно заблокировать доступ
временно заблокировать доступ
09:23
in response to an immediate threat,
226
551772
2193
в ответ на внезапную угрозу
09:25
and then open it again,
227
553965
2026
и затем вновь открыть его
09:27
instead of trying to build
228
555991
1269
вместо того, чтобы пытаться установить
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
557260
3980
постоянно активный брандмауэр
или иную защиту.
или иную защиту.
09:33
So another environmental challenge
230
561240
1940
Другой вызов окружающей среды,
09:35
that all systems have to deal with
231
563180
1695
с которым сталкивается каждая система, —
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
564875
5452
это ресурсы, их поиск и сбор.
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
570327
1673
Чтобы выполнить это,
муравьи решают проблему
муравьи решают проблему
09:44
of collective search,
234
572000
1258
коллективного поиска,
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
573258
1576
и этой проблемой
сейчас активно интересуется
сейчас активно интересуется
09:46
right now in robotics,
236
574834
1484
робототехника,
09:48
because we've understood that,
237
576318
1732
так как мы поняли, что вместо того,
09:50
rather than sending a single,
238
578050
1614
чтобы посылать одного
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
579664
3495
сложного, дорогого робота
09:55
to explore another planet
240
583159
1417
для изучения другой планеты
09:56
or to search a burning building,
241
584576
2567
или поиска в горящем здании,
09:59
that instead, it may be more effective
242
587143
2600
намного эффективней
10:01
to get a group of cheaper robots
243
589743
4377
использовать группу более дешёвых роботов,
10:06
exchanging only minimal information,
244
594120
2545
передающих только минимально
необходимую информацию.
необходимую информацию.
10:08
and that's the way that ants do it.
245
596665
2799
Именно так это делают муравьи.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
599464
1765
Агрессивный аргентинский муравей
10:13
makes expandable search networks.
247
601229
2330
создаёт обширную поисковую сеть.
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
603559
2273
Они хорошо справляются
с основной проблемой
с основной проблемой
10:17
of collective search,
249
605832
1331
коллективного поиска,
10:19
which is the trade-off between
250
607163
2566
которая состоит в компромиссе между
10:21
searching very thoroughly
251
609729
1336
тщательным поиском
10:23
and covering a lot of ground.
252
611065
1997
и покрытием большой территории.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
И вот что они делают:
10:25
when there are many ants in a small space,
254
613957
2387
когда муравьёв много
на маленьком пространстве,
на маленьком пространстве,
10:28
then each one can search very thoroughly
255
616344
2213
каждый ищет очень тщательно,
10:30
because there will be another ant nearby
256
618557
1624
так как рядом находится другой муравей,
10:32
searching over there,
257
620181
1357
ищущий там же;
10:33
but when there are a few ants
258
621538
1647
но когда муравьёв немного
10:35
in a large space,
259
623185
2055
на большом пространстве,
10:37
then they need to stretch out their paths
260
625240
2414
им нужно вытянуть их маршруты,
10:39
to cover more ground.
261
627654
1803
чтобы покрыть большую территорию.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
629457
2954
Думаю, они используют взаимодействия,
чтобы оценить расстояние,
чтобы оценить расстояние,
10:44
so when they're really crowded,
263
632411
1229
поэтому, когда они действительно скучены,
10:45
they meet more often,
264
633640
1102
они чаще встречаются,
10:46
and they search more thoroughly.
265
634742
2465
и они ищут тщательней.
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
637207
3400
Разные виды муравьёв должны
использовать разные алгоритмы,
использовать разные алгоритмы,
10:52
because they've evolved to deal with
267
640607
2522
так как они развивались, имея
10:55
different resources,
268
643129
1671
разные ресурсы.
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
644800
2559
Узнать об этом было бы
действительно полезно,
действительно полезно,
10:59
and so we recently asked ants
270
647359
1642
и недавно мы предложили муравьям
11:01
to solve the collective search problem
271
649001
2450
решить проблему коллективного поиска
11:03
in the extreme environment
272
651451
1368
в экстремальных условиях
11:04
of microgravity
273
652819
1558
невесомости
11:06
in the International Space Station.
274
654377
1976
на Международной космической станции.
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
656353
1545
Когда я впервые увидела
эту картину, я подумала:
эту картину, я подумала:
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
657898
2857
«О нет, они установили
их жилище вертикально», —
их жилище вертикально», —
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
660755
2618
но потом я поняла, что,
конечно, это неважно.
конечно, это неважно.
11:15
So the idea here is that the ants
278
663373
2637
Смысл тут в том, что муравьям
11:18
are working so hard to hang on
279
666010
1970
трудней зацепиться
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
667980
3057
за стену, или пол, или называйте,
как вам угодно,
как вам угодно,
11:23
that they're less likely to interact,
281
671037
3009
поэтому они взаимодействуют меньше,
11:26
and so the relationship between
282
674046
1244
и отношение между тем,
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
675290
2120
насколько они скучены
и как часто они сталкиваются,
и как часто они сталкиваются,
11:29
would be messed up.
284
677410
1725
не прослеживалось бы.
11:31
We're still analyzing the data.
285
679135
1395
Мы пока анализируем данные.
11:32
I don't have the results yet.
286
680530
1964
У меня пока нет результатов.
11:34
But it would be interesting to know
287
682494
1694
Но было бы интересно узнать,
11:36
how other species solve this problem
288
684188
2459
как другие виды справляются
с этой проблемой
с этой проблемой
11:38
in different environments on Earth,
289
686647
2564
в различных условиях на Земле.
11:41
and so we're setting up a program
290
689211
1266
Для этого мы установили программу,
11:42
to encourage kids around the world
291
690477
2160
позволяющую детям по всему миру,
11:44
to try this experiment with different species.
292
692637
2536
попытаться поставить опыт
с другими видами.
с другими видами.
11:47
It's very simple.
293
695173
1767
Это очень просто.
11:48
It can be done with cheap materials.
294
696940
2090
Для этого могут использоваться
дешёвые материалы.
дешёвые материалы.
11:51
And that way, we could make a global map
295
699030
2833
Таким образом мы могли бы
создать глобальную карту
создать глобальную карту
11:53
of ant collective search algorithms.
296
701863
3347
алгоритмов коллективного поиска муравьёв.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
705210
2483
Думаю, что, скорей всего,
агрессивные виды,
агрессивные виды,
11:59
the ones that come into our buildings,
298
707693
2149
те, что пришли в ваши дома,
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
по-настоящему хороши в этом,
12:03
because they're in your kitchen
300
711584
1848
так как они на вашей кухне
12:05
because they're really good
at finding food and water.
at finding food and water.
301
713432
3907
и они очень хорошо находят пищу и воду.
12:09
So the most familiar resource for ants
302
717339
3265
Самый знакомый ресурс для муравьёв —
12:12
is a picnic,
303
720604
1315
это пикник,
12:13
and this is a clustered resource.
304
721919
2145
и это сгруппированный ресурс.
12:16
When there's one piece of fruit,
305
724064
999
Рядом с одним фруктом,
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
725063
2515
скорей всего, будет другой фрукт,
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
727578
3432
и муравьи, специализирующиеся
на сгруппированных ресурсах,
на сгруппированных ресурсах,
12:23
use interactions for recruitment.
308
731010
1942
используют взаимодействия
для найма новобранцев.
для найма новобранцев.
12:24
So when one ant meets another,
309
732952
1277
Когда один муравей сталкивается с другим
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
734229
1625
или находит химические вещества,
оставленные
оставленные
12:27
on the ground by another,
311
735854
1736
на земле другим муравьём,
12:29
then it changes direction to follow
312
737590
1833
он меняет движение в направлении
12:31
in the direction of the interaction,
313
739423
1573
взаимодействия —
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
740996
1977
так вы можете получить колонну муравьёв,
12:34
sharing your picnic.
315
742973
1413
делящих с вами пикник.
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
744386
1695
В подобном месте, думаю, мы могли бы
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
746081
3741
узнать что-то от муравьёв о раке.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
749822
1981
Во-первых, очевидно,
мы можем сделать многое
мы можем сделать многое
12:43
to prevent cancer
319
751803
1610
для предотвращения рака
12:45
by not allowing people to spread around
320
753413
2577
за счёт запрета распространения
12:47
or sell the toxins that promote
321
755990
1944
или продажи токсинов, приводящих
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
757934
2780
к развитию рака в наших телах.
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
760714
2346
Но я не думаю, что муравьи
могут нам здесь сильно помочь,
могут нам здесь сильно помочь,
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
763060
3358
так как муравьи никогда не отравляют
свою колонию.
свою колонию.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
766418
1332
Но мы можем узнать от них нечто,
12:59
about treating cancer.
326
767750
1763
помогающее лечению рака.
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
769513
2225
Существует много разновидностей рака.
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
771738
2978
Каждый возникает
в определённой части тела,
в определённой части тела,
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
774716
2966
и затем некоторые виды рака
распространятся
распространятся
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
777682
2830
или распространят метастазы
в другие ткани,
в другие ткани,
13:12
where they must be getting
resources that they need.
resources that they need.
331
780512
2880
где могут получить необходимые ресурсы.
13:15
So if you think from the perspective
332
783392
1808
Если рассматривать ситуацию со стороны
13:17
of early metastatic cancer cells
333
785200
1950
метастатических раковых клеток,
13:19
as they're out searching around
334
787150
1623
когда они находятся в поиске
13:20
for the resources that they need,
335
788773
2317
необходимых ресурсов,
13:23
if those resources are clustered,
336
791090
1983
если эти ресурсы сгруппированы,
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
793073
3013
то, вероятно, они будут использовать
взаимодействие для привлечения других клеток,
взаимодействие для привлечения других клеток,
13:28
and if we can figure out how
cancer cells are recruiting,
cancer cells are recruiting,
338
796086
3093
и если мы сможем определить, как
раковые клетки привлекают другие клетки,
раковые клетки привлекают другие клетки,
13:31
then maybe we could set traps
339
799179
2347
то мы сможем расставить ловушки,
13:33
to catch them before they become established.
340
801526
4049
чтобы поймать их до того,
как они будут вовлечены.
как они будут вовлечены.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
805575
3235
Муравьи используют
взаимодействия по-разному
взаимодействия по-разному
13:40
in a huge variety of environments,
342
808810
2602
в огромном разнообразии сред,
13:43
and we could learn from this
343
811412
1821
и мы можем узнать у них
13:45
about other systems that operate
344
813233
1777
о других системах, работающих
13:47
without central control.
345
815010
2337
без центра управления.
13:49
Using only simple interactions,
346
817347
1979
Используя только простые взаимодействия,
13:51
ant colonies have been performing
347
819326
1795
муравьиная колония демонстрирует
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
821121
3633
потрясающие успехи
уже более 130 миллионов лет.
уже более 130 миллионов лет.
13:56
We have a lot to learn from them.
349
824754
2140
Есть многое,
чему мы можем научиться у них.
чему мы можем научиться у них.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
Спасибо.
14:01
(Applause)
351
829632
2733
(Аплодисменты)
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