Poput mozga, i kolonija mrava djeluje bez središnje kontrole. Svaki je skup interaktivnih pojedinaca, bilo neurona ili mrava, koristeći jednostavne kemijske interakcije koje u agregatu generiraju njihovo ponašanje. Ljudi koriste svoj mozak za pamćenje. Mogu li to učiniti kolonije mrava? Ovo pitanje dovodi do drugog pitanja: što je pamćenje? Za ljude je sjećanje sposobnost da se prisjete nečega što se događalo u prošlosti. Također tražimo od računala da reproduciraju prošle radnje - spajanjem ideje o računalu kao mozgu i mozgu kao računalu dovelo nas je do "pamćenja" da znači nešto poput podataka pohranjenih na tvrdom disku. Znamo da se naše pamćenje oslanja na promjene u tome koliko skup povezanih neurona potiče jedni druge; da je nekako ojačana za vrijeme spavanja; te da nedavna i dugotrajna memorija uključuju različite sklopove povezanih neurona. Ali još uvijek ne znamo kako se ti neuronski događaji zbližavaju, postoje li pohranjeni prikazi koje koristimo za razgovor o nečemu što se dogodilo u prošlosti ili kako možemo nastaviti izvršavati ranije naučeni zadatak poput čitanja ili voziti bicikl.
Svako živo biće može pokazati najjednostavniji oblik pamćenja, promjenu zbog prošlih događaja. Pogledajte drvo koje je izgubilo granu. Sjeća se kako raste oko rane, ostavljajući tragove u uzorku kore i obliku stabla. Možda biste mogli opisati posljednji put kada ste imali gripu, a možda i niste. Bilo kako bilo, na neki način se vaše tijelo 'sjeća', jer neke vaše stanice sada imaju različita antitijela, molekularne receptore, koji odgovaraju tom virusu.
Dosadašnji događaji mogu izmijeniti ponašanje pojedinačnih kolonija mrava i mrava. Pojedini mizarski stolari nudili su poslasticu sa šećerom, pamtili su je nekoliko minuta; vjerojatno će se vratiti tamo gdje je bila hrana. Druga vrsta, pustinjski mrav Sahara, vijuga oko neplodne pustinje, tražeći hranu. Čini se da se mrav ove vrste može sjetiti koliko je hodao ili koliko je koraka poduzeo, od posljednjeg puta kada je bio u gnijezdu.
Kolonija crvenih drvenih mrava pamti svoj sustav staza koji vodi do istih stabala iz godine u godinu, iako niti jedan mrav ne čini. U europskim šumama, oni se hrane u visokim stablima kako bi se prehranili izlučevinama lisnih uši koje se zauzvrat hrane hranom. Njihova gnijezda su ogromni gomili borovih iglica smještenih na istom mjestu desetljećima, okupirane mnogim generacijama kolonija. Svaki mrav svaki dan vodi isti trag do istog stabla. Tijekom duge zime, mravi se skupe pod snijegom. Finski mirmekolog Rainer Rosengren pokazao je da kad se mravi pojave u proljeće, stariji mrav izlazi s mladim uz uobičajeni trag starijeg mrava. Stariji mrav umire, a mlađi mrav prihvaća taj trag kao vlastiti, čime vođa kolonije pamti ili reproducira staze iz prethodne godine.
Ako nađete hranu u koloni mravinjača, potrebno je sjećanje na pojedine mravlje. Mravi traže raspršeno sjeme i ne koriste feromonske signale; ako mrav nađe sjeme, nema smisla regrutirati druge jer vjerojatno nema drugih sjemenki u blizini. Tragači putuju stazom koja se može protezati do 20 metara od gnijezda. Svaki mrav ostavlja trag i kreće sam u potragu za hranom. Traži dok ne nađe sjeme, zatim se vrati na stazu, možda koristeći kut sunčeve svjetlosti kao vodič, da se vrati u gnijezdo, slijedeći tok odlazećih krmiva. Jednom kad se vrati u gnijezdo, stočna hrana baca sjeme i stimulira se da napusti gnijezdo brzinom kojom se susreće s drugim stočarima koji se vraćaju s hranom. Na sljedećem putovanju ostavlja trag na otprilike istom mjestu da biste ponovno pretražili.
Susreti s mravima: interakcijske mreže i ponašanje u koloniji (prajmeri u složenim sustavima)
Kako se u kolonijama mrava išta radi, kada nitko nije glavni? Kolonija mrava djeluje bez središnje kontrole ili hijerarhije, a nijedan mrav ne usmjerava drugog. Umjesto toga, mravi odlučuju što učiniti na temelju brzine, ritma i obrasca pojedinačnih susreta i interakcija - što rezultira dinamičnom mrežom koja koordinira funkcije kolonije. Ant Encounters pruža otkrivajući i pristupačan pogled na ponašanje mrava iz ove složene perspektive sustava.
KupitiSvakog se jutra oblik plodnog područja kolonije mijenja, poput amebe koja se širi i skuplja. Niti jedan pojedinačni mrav ne pamti trenutno mjesto kolonije u ovom obrascu. Na prvom putovanju stočne hrane naginje se ostatku ostalih mrava koji putuju u istom smjeru. Rezultat je to val koji s danom napreduje dalje. Postupno se val povlači, jer izgleda da mravi koji obavljaju kratke izlete na mjesta koja se nalaze u blizini gnijezda posljednji su se odrekli.
Iz dana u dan, ponašanje kolonije se mijenja, a ono što se događa jednog dana utječe na sljedeći. Provela sam niz pokusa uznemirenosti. Izložio sam čačkalice koje su se radnici morali maknuti, ili blokirao staze tako da su tragači morali još jače raditi ili stvorio uznemirenost koju su patrole pokušale odvratiti. Svaki pokus izravno je utjecao na samo jednu skupinu radnika, ali aktivnost drugih skupina radnika promijenila se, jer radnici jednog zadatka odlučuju hoće li biti aktivni ovisno o njihovoj stopi kratkih susreta s radnicima drugih zadataka. Nakon samo nekoliko dana ponavljanja eksperimenta, kolonije su se nastavile ponašati dok su bile uznemirene, čak i nakon što su smetnje prestale. Mravi su promijenili zadatke i položaje u gnijezdu i tako su obrasci susreta potrajali neko vrijeme kako bi se vratili u nesmetano stanje. Nitko se nije sjetio ničega, ali je, u određenom smislu, kolonija.
Kolonije žive 20-30 godina, životni vijek je jedne kraljice koja proizvodi sve mrave, ali pojedini mravi žive najviše godinu dana. Kao odgovor na uznemirenost, ponašanje starijih, većih kolonija stabilnije je od ponašanja mlađih. Također je homeostatičan: što je veća jačina uznemiravanja, to je vjerojatnije da će se starije kolonije fokusirati na hranjenje nego na reagiranje na gnjavaže koje sam stvorio; dok, što je gore, to je mlađe kolonije reagiralo. Ukratko, starije, veće kolonije odrastaju da djeluju pametnije od mlađih manjih, iako starija kolonija nema starije, mudrije mrave.
Mravi koriste brzinu kojom se susreću i mirišu na druge mrave ili kemikalije koje su položili drugi mravi kako bi odlučili što dalje činiti. Neuron koristi brzinu kojom ga drugi neuroni potiču da odluče hoće li pucati. U oba slučaja pamćenje nastaje zbog promjena u načinu na koji se mravi ili neuroni međusobno povezuju i potiču. Vjerojatno je da ponašanje kolonije sazrijeva jer veličina kolonije mijenja brzine interakcije između mrava. U starijoj, većoj koloniji, svaki mrav ima više mrava koje mora sresti nego u mlađoj, manjoj, a ishod je stabilnija dinamika. Možda se kolonije sjećaju prošlih poremećaja jer je pomaknuo mjesto mrava, što je dovelo do novih obrazaca interakcije, koji bi čak mogli pojačati novo ponašanje preko noći dok je kolonija neaktivna, baš kao što se vlastita sjećanja konsoliduju tijekom spavanja. Promjene u ponašanju kolonije zbog prošlih događaja nisu jednostavan zbroj sjećanja mrava, kao što promjene u sjećanju i onome što kažemo ili radimo nisu jednostavan skup transformacija, neuron od neurona. Umjesto toga, vaša sjećanja su poput kolonije mrava: nijedan se neuron ne sjeća ničega, iako vaš mozak. 
Ovaj je članak izvorno objavljen u Aeonu, a ponovno je objavljen pod Creative Commons.
Deborah M. Gordon profesorica je biologije na Sveučilištu Stanford u Kaliforniji. O svojim je istraživanjima pisala za publikacije poput Scientific American i Wired . Njena posljednja knjiga je Ant Encounters: Interaction Networks and Colony Behavior (2010).
