Семь экспериментов, которые изменят мир

«Гнездо строится, но невозможно понять, каким образом каждый из членов колонии может увидеть нечто большее, чем собственный участок работы, в полном объеме представить себе план такого совершенного строения. Некоторые гнезда строятся многими поколениями рабочих, и каждое новое поколение должно каким-то образом получать информацию о том, что было сделано предыдущими. Существование подобных гнезд неизбежно наводит на мысль, что все работы ведутся в строгом порядке и по заранее намеченному плану. Но каким образом рабочие в течение длительного времени могут столь эффективно обмениваться информацией? И кто составляет и хранит план гнезда?»[108]

Вопрос, который в той или иной мере касается всех сообществ животных, в связи с термитами встает наиболее остро. Каким образом координируется деятельность отдельных особей и сообщество функционирует как единое целое? Оказывается, что целое здесь — нечто большее, чем сумма его отдельных частей, но что именно делает эту сумму единой системой?

ПРИРОДА СООБЩЕСТВА НАСЕКОМЫХ: ПРОГРАММЫ И ПОЛЯ

В биологии сообщества насекомых традиционно рассматриваются как единый организм или даже как некий суперорганизм. Эдвард О. Уилсон, исследовавший поведение общественных насекомых, а впоследствии ставший одним из основателей социобиологии, описал упадок концепции суперорганизма следующим образом:

«Почти сорок лет, с 1911 по 1950 гг., эта концепция доминировала в научной литературе об общественных насекомых. Затем — именно тогда, когда идея, казалось бы, достигла пика своего развития — интерес к ней стал ослабевать, и в наши дни о ней упоминают лишь изредка. Упадок этой концепции служит примером того, как вдохновенные глобальные идеи в биологии нередко перерастают в экспериментальные редукционистские изыскания, вытесняющие саму идею. Что касается нынешнего поколения, столь приверженного редукционистской философии, то концепция суперорганизма дала ему очень привлекательный мираж, заставляющий нас все время двигаться к некой точке на горизонте. Как только мы к ней приближаемся, мираж рассеивается и оставляет нас в совершенно неизвестной области, для исследования которой потребуется все наше внимание… Среди экспериментаторов бытует твердое убеждение, вытекающее из общего редукционистского характера биологии и сводящееся к тому, что со временем результаты всех разрозненных исследований каким-то образом сложатся в целостную картину».[109]

Но Уилсон честно признает, что «задача моделирования конструкции сложных гнезд на основе информации о суммарном поведении отдельных насекомых до сих пор так и не решена и представляет собой проблему как для биологов, так и для математиков».[110]

Постоянные неудачи редукционистского подхода в последнее время привели к возрождению концепции суперорганизма.[111] Анализа поведения отдельных насекомых оказалось недостаточно: стало ясно, что его необходимо учитывать в сочетании с глобальными свойствами всей колонии. Каким же образом можно исследовать эти свойства?

В настоящее время самым популярным методом стали попытки смоделировать глобальные свойства колонии с помощью компьютера — по аналогии с теми исследованиями, в которых моделируется деятельность головного мозга. В этом случае на основе взаимодействия отдельных насекомых предпринимается попытка воссоздать глобальные свойства всей колонии точно так же, как на основе взаимодействия отдельных нервных клеток моделируются глобальные свойства всего головного мозга.[112] Современные виртуальные модели сообщества различных насекомых выполнены по образцу виртуальных моделей головного мозга, при построении которых используются методы «нервных сетей», «моделей параллельного распределения» и «клеточных автоматов».[113] Отдельные виртуальные насекомые программируются с определенным набором реакций, а затем всем им дается команда взаимодействовать с ближайшими соседями в соответствии с программой более высокого уровня — как и ведут себя общественные насекомые внутри колонии:

«Поведенческие процессы, как и деятельность нервной системы, могут до некоторой степени определяться типом связи между минимальными элементами системы (отдельными муравьями или отдельными нервными клетками). Частный тип общественного поведения можно рассматривать как результат взаимодействия каждых двух соседних насекомых. (…) К примеру, в сообществах муравьев свойствами общественного поведения являются строительство муравейника, создание тропы или поведение муравьев-фуражиров».[114]