Som en hjerne opererer en maurkoloni uten sentral kontroll. Hver er et sett med interaktive individer, enten nevroner eller maur, ved å bruke enkle kjemiske interaksjoner som i aggregatet genererer deres oppførsel. Folk bruker hjernen til å huske. Kan maurkolonier gjøre det? Dette spørsmålet fører til et annet spørsmål: hva er minne? For mennesker er minnet kapasiteten til å huske noe som skjedde i fortiden. Vi ber også datamaskiner om å gjengi tidligere handlinger - blandingen av ideen om datamaskinen som hjerne og hjerne som datamaskin har ført til at vi tar "minne" for å bety noe som informasjonen som er lagret på en harddisk. Vi vet at hukommelsen vår er avhengig av endringer i hvor mye et sett med koblede nevroner stimulerer hverandre; at den på en eller annen måte blir forsterket under søvnen; og at nyere og langtidsminne involverer forskjellige kretsløp av tilkoblede nevroner. Men det er mye vi fremdeles ikke vet om hvordan de nevrale hendelsene kommer sammen, om det er lagrede representasjoner som vi bruker for å snakke om noe som skjedde i fortiden, eller hvordan vi kan fortsette å utføre en tidligere lært oppgave som å lese eller sykle.
Ethvert levende vesen kan utvise den enkleste formen for minne, en endring på grunn av tidligere hendelser. Se på et tre som har mistet en gren. Den husker hvordan den vokser rundt såret, og etterlater spor i mønsteret av barken og formen på treet. Du kan kanskje beskrive forrige gang du fikk influensa, eller kanskje ikke. Uansett, i noen forstand 'husker kroppen din', fordi noen av cellene dine nå har forskjellige antistoffer, molekylære reseptorer, som passer til det aktuelle viruset.
Tidligere hendelser kan endre oppførselen til både individuelle maur og maurkolonier. Individuelle snekkermyrer tilbød en sukkerbit å huske beliggenheten i noen minutter; de kom sannsynligvis tilbake til hvor maten hadde vært. En annen art, Sahara-ørkenen, slingrer rundt den karrige ørkenen og søker etter mat. Det ser ut til at en myra av denne arten kan huske hvor langt den gikk, eller hvor mange skritt den tok siden sist den var ved reiret.
En rødmyrkoloni husker sitt løypesystem som fører til de samme trærne, år etter år, selv om ingen eneste maur gjør det. I Europas skoger fôrer de inn høye trær for å mate på utskillelsen av bladlus som igjen livnærer seg på treet. Deres reir er enorme hauger med furuåler som ligger på samme sted i flere tiår, okkupert av mange generasjoner av kolonier. Hver maur har en tendens til å ta den samme løypa dag etter dag til det samme treet. I løpet av den lange vinteren humler maurene seg sammen under snøen. Den finske myrmekologen Rainer Rosengren viste at når maurene dukker opp om våren, går en eldre maur ut med en ung langs den eldre maurens vanlige løype. Den eldre myra dør, og den yngre mauren vedtar den stien som sin egen, og fører dermed til kolonien til å huske, eller gjengi, forrige års stier.
Fôring i en høstmyrkoloni krever noe individuelt maurminne. Myrene søker etter spredte frø og bruker ikke feromonsignaler; Hvis en maur finner et frø, er det ikke noe poeng å rekruttere andre fordi det sannsynligvis ikke er andre frø i nærheten. Fôrmennene reiser en løype som kan strekke seg opp til 20 meter fra reiret. Hver maur forlater løypa og går av på egen hånd for å søke etter mat. Den søker til den finner et frø, for deretter å gå tilbake til løypa, kanskje ved å bruke vinkelen på sollyset som en guide, for å gå tilbake til reiret, etter strømmen av utgående fôrmenn. Når en er tilbake i reiret, slipper en forager fra frøet, og stimuleres til å forlate reiret med den hastigheten som den møter andre fôrere som kommer tilbake med mat. På sin neste tur forlater den stien omtrent samme sted for å søke igjen.
Ant Encounters: Interaction Networks and Colony Behaviour (Primere in Complex Systems)
Hvordan får maurkolonier noe gjort, når ingen har ansvaret? En maurkoloni opererer uten en sentral kontroll eller hierarki, og ingen maur leder en annen. I stedet bestemmer maur hva de skal gjøre basert på frekvensen, rytmen og mønsteret til individuelle møter og interaksjoner - noe som resulterer i et dynamisk nettverk som koordinerer funksjonene til kolonien. Ant Encounters gir et avslørende og tilgjengelig blikk på mauratferd fra dette komplekse systemperspektivet.
KjøpeHver morgen endres formen på koloniets foringsområde, som en amøbe som utvides og trekker seg sammen. Ingen individuelle maur husker koloniens nåværende plass i dette mønsteret. På hver forager sin første tur, har den en tendens til å gå utover resten av de andre maurene som reiser i samme retning. Resultatet er i realiteten en bølge som når lenger når dagen skrider frem. Gradvis trekker bølgen seg tilbake, da maurene som foretar korte turer til steder i nærheten av reiret ser ut til å være den siste som ga seg.
Fra dag til dag endres koloniens oppførsel, og hva som skjer på en dag påvirker den neste. Jeg gjennomførte en serie forstyrrelseseksperimenter. Jeg la ut tannpirkere som arbeiderne måtte flytte bort, eller sperret løypene slik at falsere måtte jobbe hardere, eller skapte en forstyrrelse som patruljene prøvde å avvise. Hvert eksperiment berørte bare en gruppe arbeidere direkte, men aktiviteten til andre grupper av arbeidere endret seg, fordi arbeidere av en oppgave bestemmer om de skulle være aktive, avhengig av hvor mange møter de hadde med andre oppgaver. Etter bare noen få dager med å gjenta eksperimentet, fortsatte koloniene å oppføre seg som de gjorde mens de ble forstyrret, selv etter at forstyrrelsene stoppet. Maur hadde byttet oppgaver og posisjoner i reiret, og derfor tok mønstermønstrene en stund å skifte tilbake til uforstyrret tilstand. Ingen individuelle myre husket noe, men på en eller annen måte gjorde kolonien det.
Kolonier lever i 20-30 år, levetiden til den enlige dronningen som produserer alle maurene, men individuelle maur lever maksimalt et år. Som svar på forstyrrelser er oppførselen til eldre, større kolonier mer stabil enn hos yngre. Det er også mer homeostatisk: jo større forstyrrelsens omfang var, desto mer sannsynlig var det at eldre kolonier skulle fokusere på foraging enn på å svare på bryderiene jeg hadde skapt; mens, jo verre det ble, jo mer reagerte de yngre koloniene. Kort sagt, eldre, større kolonier vokser opp til å opptre mer klokt enn yngre mindre, selv om den eldre kolonien ikke har eldre, klokere maur.
Maur bruker hastigheten som de møtes og lukter andre maur, eller kjemikaliene som er avsatt av andre maur, for å bestemme hva de skal gjøre videre. En nevron bruker hastigheten som den blir stimulert av andre nevroner for å bestemme om de skal skyte. I begge tilfeller oppstår hukommelse fra endringer i hvordan maur eller nevroner kobler seg sammen og stimulerer hverandre. Det er sannsynlig at koloniens oppførsel modnes fordi kolonistørrelsen endrer interaksjonsraten mellom maur. I en eldre, større koloni har hver maur flere maur å møte enn i en yngre, mindre, og utfallet er en mer stabil dynamikk. Kanskje kolonier husker en forstyrrelse fra fortiden fordi den skiftet plasseringen av maur, noe som førte til nye interaksjonsmønstre, som til og med kan forsterke den nye oppførselen over natten mens kolonien er inaktiv, akkurat som våre egne minner er konsolidert under søvn. Endringer i koloniens oppførsel på grunn av tidligere hendelser er ikke den enkle summen av maurminner, akkurat som endringer i hva vi husker, og hva vi sier eller gjør, ikke er et enkelt sett med transformasjoner, nevron av nevron. I stedet er minnene dine som en maurkoloni: ingen spesielle nevroner husker noe selv om hjernen din gjør det. 
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Aeon og har blitt utgitt på nytt under Creative Commons.
Deborah M. Gordon er professor i biologi ved Stanford University i California. Hun har skrevet om forskningen sin for publikasjoner som Scientific American og Wired . Hennes siste bok er Ant Encounters: Interaction Networks and Colony Behaviour (2010).
