Tako kot možgani tudi kolonija mravov deluje brez centralnega nadzora. Vsak je skupek medsebojno delujočih posameznikov, bodisi nevronov bodisi mravelj, z uporabo preprostih kemičnih interakcij, ki v agregatu ustvarjajo svoje vedenje. Ljudje si zapomnijo pamet. Ali lahko to počnejo kolonije mravov? To vprašanje vodi k drugemu vprašanju: kaj je spomin? Za ljudi je spomin sposobnost priklicati nekaj, kar se je zgodilo v preteklosti. Računalnike tudi zahtevamo, da reproducirajo pretekla dejanja - mešanje ideje o računalniku kot možganih in možganih kot računalniku nas je pripeljalo do tega, da bi pomnilnik pomenil nekaj takega, kot so informacije, shranjene na trdem disku. Vemo, da se naš spomin opira na spremembe v tem, koliko nabor povezanih nevronov drug drugega stimulira; da se med spanjem nekako okrepi; in da nedavni in dolgoročni spomin vključujejo različna vezja povezanih nevronov. A še vedno ne vemo, kako se ti nevronski dogodki združijo, ali so shranjene predstave, ki jih uporabljamo za pogovor o nečem, kar se je zgodilo v preteklosti, ali kako lahko še naprej opravljamo prej naučeno nalogo, kot je branje oz. vožnja s kolesom.
Vsako živo bitje lahko pokaže najpreprostejšo obliko spomina, spremembo zaradi preteklih dogodkov. Poglejte drevo, ki je izgubilo vejo. Spominja se, kako raste okoli rane in pušča sledi v vzorcu lubja in obliki drevesa. Lahko bi opisali zadnjič, ko ste zboleli za gripo, ali pa morda ne. Kakor koli, telo se nekako spomni, ker imajo nekatere vaše celice drugačna protitelesa, molekularne receptorje, ki ustrezajo temu določenemu virusu.
Pretekli dogodki lahko spremenijo vedenje posameznih kolonij mravov in mravov. Posamezne mizarske mravlje, ki so ponujale priboljšek s sladkorjem, so se za nekaj minut spomnile njegove lokacije; se bodo verjetno vrnili tja, kjer je bila hrana. Druga vrsta, mulja iz saharske puščave, meandrira okoli brezplodne puščave in išče hrano. Zdi se, da se mrav te vrste lahko spomni, kako daleč je hodil ali koliko korakov je storil, odkar je bil zadnjič v gnezdu.
Kolonija rdečih lesenih mravov se leto za letom spominja svojega sistema sledenja, ki vodi do istih dreves, čeprav noben sam mravlja ne. V evropskih gozdovih se gojijo v visokih drevesih, da se prehranjujejo z izločki listnih uši, ki se nato drevo prehranjujejo. Njihova gnezda so ogromne gomile borovih iglic, ki so desetletja na istem mestu, ki jih zasedajo številne generacije kolonij. Vsak mrav se nagiba po isti poti iz dneva v dan na isto drevo. V dolgi zimi se mravlje skupaj snežijo pod snegom. Finski mirmekolog Rainer Rosengren je pokazal, da ko se mravlje spomladi pojavijo mravlje, starejša mravlja odide z mladim po običajni sledi starejše mravlje. Starejši mrav umre in mlajši mrav sprejme to sled kot svojo, s čimer kolonija zapomni ali razmnožuje sledi prejšnjega leta.
Krmljenje v mravljinški koloniji zahteva nekaj posamičnega mravljinskega spomina. Mravlje iščejo razpršena semena in ne uporabljajo feromonskih signalov; če mravljica najde seme, ni smiselno zaposlovati drugih, ker verjetno ni drugih semen v bližini. S krmilniki potuje pot, ki se lahko razširi do 20 metrov od gnezda. Vsaka mravlja pusti sled in se sama odpravi iskat hrano. Išče, dokler ne najde semena, nato pa se vrne na sled, morda s pomočjo kota sončne svetlobe kot vodnik, da se vrne v gnezdo po toku odhajajočih krmil. Ko se spet vrne v gnezdo, krmnik odloži svoje seme in ga spodbudi, da zapusti gnezdo s hitrostjo, s katero sreča druge krmilnike, ki se vračajo s hrano. Na naslednjem potovanju pusti sled na približno istem mestu, da ponovno poišče.
Ant Encounters: Interakcijska omrežja in vedenje kolonije (Primerji v zapletenih sistemih)
Kako kolonije mravljin dosežejo kaj, ko nihče ne vodi? Kolonija mravov deluje brez osrednjega nadzora ali hierarhije in noben mrav ne usmerja drugega. Mravlje se namesto tega odločijo, kaj storiti na podlagi hitrosti, ritma in vzorca posameznih srečanj in interakcij - zaradi česar nastane dinamično omrežje, ki usklajuje funkcije kolonije. Ant Encounters ponuja razkrit in dostopen pogled na mravlje vedenje iz te kompleksne perspektive sistemov.
NakupVsako jutro se oblika hranjenja v koloniji spreminja, kot ameba, ki se širi in skrči. Noben posamezen mrav ne spomni trenutnega mesta kolonije v tem vzorcu. Na prvem potovanju vsake krmilnice gre običajno za druge mravlje, ki potujejo v isto smer. Rezultat tega je val, ki z dnevom napreduje naprej. Postopoma se val umiri, saj se zdi, da mravlje na krajših potovanjih na mesta v bližini gnezda zadnja obupajo.
Iz dneva v dan se vedenje kolonije spreminja in tisto, kar se zgodi na dan, vpliva na naslednji. Izvedla sem vrsto poskusov motenj. Odstavil sem zobotrebce, da so se morali delavci odmakniti, ali blokiral poti, da so se krmilniki morali bolj potruditi, ali ustvaril motnjo, ki so jo patrulji poskušali odvrniti. Vsak poskus je neposredno vplival samo na eno skupino delavcev, vendar se je aktivnost drugih skupin delavcev spremenila, saj se delavci ene naloge odločajo, ali bodo aktivni, odvisno od stopnje kratkih srečanj z delavci drugih nalog. Po le nekaj dneh ponovitve poskusa so se kolonije obnašale tako, kot so jih motile, tudi potem, ko so se vznemirjanja ustavila. Mravlje so zamenjale naloge in položaje v gnezdu, zato so vzorci srečevanja potrebovali nekaj časa, da so se vrnili v nemoteno stanje. Noben posamezen mrav se ni spomnil ničesar, v nekem smislu pa kolonija.
Kolonije živijo 20-30 let, življenjska doba samske kraljice, ki rodi vse mravlje, posamezne mravlje pa živijo največ eno leto. Kot odziv na motnje je vedenje starejših, večjih kolonij stabilnejše kot pri mlajših. Prav tako je bolj homeostatično: večja kot je motnja, večja je verjetnost, da se bodo starejše kolonije osredotočile na iskanje hrane kot na odzivanje na težave, ki sem jih ustvaril; medtem ko je, slabše ko se je dogajalo, bolj so reagirale mlajše kolonije. Skratka, starejše, večje kolonije odrastejo, da delujejo pametneje kot mlajše manjše, čeprav starejša kolonija nima starejših, modrejših mravelj.
Mravlje uporabljajo hitrost, s katero se srečajo in vonjajo druge mravlje, ali kemikalije, ki jih odlagajo druge mravlje, da se odločijo, kaj storiti naprej. Nevron se s hitrostjo, s katero jo spodbudijo drugi nevroni, odloči, ali bo streljal. V obeh primerih spomin nastane zaradi sprememb v načinu, kako se mravlje ali nevroni med seboj povezujejo in stimulirajo. Verjetno je, da vedenje kolonije dozoreva, ker velikost kolonije spreminja stopnje interakcije med mravlje. V starejši, večji koloniji ima vsak mravlje več mravlje kot v mlajši, manjši, rezultat pa je bolj stabilna dinamika. Morda se kolonije spominjajo pretekle motnje, ker je premaknila lokacijo mravelj, kar je privedlo do novih vzorcev interakcije, ki bi lahko celo ponočilo novo vedenje čez noč, medtem ko je kolonija neaktivna, tako kot se med spanjem utrjujejo lastni spomini. Spremembe v obnašanju kolonije zaradi preteklih dogodkov niso preprost seštevek mravljinih spominov, tako kot spremembe v tem, kar se spomnimo, in v tem, kar rečemo ali naredimo, niso preprost sklop transformacij, ki jih povzročajo nevroni. Namesto tega so vaši spomini podobni kot mravljinška kolonija: noben poseben nevron se ne spomni ničesar, čeprav to počnejo vaši možgani. 
Ta članek je bil prvotno objavljen pri Aeonu in je bil ponovno objavljen pod Creative Commons.
Deborah M. Gordon je profesorica biologije na univerzi Stanford v Kaliforniji. O svojih raziskavah je pisala za publikacije, kot so Scientific American in Wired . Njena zadnja knjiga je Ant Encounters: Interaction Networks and Colony Behavior (2010).
