האם נמלים אומרות את כל האמת?

מושבות נמלים זוכרות מה שנמלים בודדות לא זוכרות. מה יכול הדבר ללמד אותנו על המוח האנושי?
X זמן קריאה משוער: 6 דקות

כמו מוח, מושבת נמלים מתנהלת ללא פיקוח מרכזי. מדובר במערכת של יחידים – נוירונים או נמלים – שמנהלים ביניהם אינטראקציות, ומשתמשים לשם כך בתגובות כימיות פשוטות שיוצרות במצטבר את התנהגות המערכת. אנשים משתמשים במוח כדי לזכור. האם יתכן שזה מה שעושות מושבות נמלים? השאלה מובילה לשאלה נוספת: מהו זיכרון? עבור בני אדם, זיכרון הוא היכולת לשחזר משהו שקרה בעבר. אנחנו גם מבקשים ממחשבים לשחזר פעולות קודמות – ערבוב התפישות של המחשב כמוח והמוח כמחשב הוביל אותנו לראות ב״זיכרון״ משהו שדומה למידע שמאוכסן בכונן קשיח. אנחנו יודעים שהזיכרון שלנו מסתמך על שינויים באופן שבו מערך נוירונים קשורים מגרים זה את זה; שבמהלך השינה הוא מתקבע איכשהו; ושזיכרון לטווח ארוך וקצר קשורים במעגלים שונים של נוירונים מקושרים. אבל ישנם עדיין דברים רבים שאיננו יודעים על האופן שבו ההתרחשויות הנוירוניות הללו מתחוללות, האם ישנם ייצוגים שמורים שבהם אנו משתמשים כדי לדבר על מה שקרה בעבר, או איך אנחנו מסוגלים להמשיך לבצע משימה שלמדנו לעשות, כמו קריאה או רכיבה על אופניים.

כל יצור מסוגל להפגין צורה פשוטה של זיכרון: שינוי שמקורו באירועי עבר. התבוננו בעץ שאיבד ענף. הוא זוכר זאת באופן שבו הוא צומח סביב הפצע, מותיר עקבות בדפוסי הקליפה ובצורת העץ

כל יצור מסוגל להפגין צורה פשוטה של זיכרון: שינוי שמקורו באירועי עבר. התבוננו בעץ שאיבד ענף. הוא זוכר זאת באופן שבו הוא צומח סביב הפצע, מותיר עקבות בדפוסי הקליפה ובצורת העץ. יתכן שאתם מסוגלים לתאר את הפעם האחרונה שבה חליתם בשפעת, ואולי לא. בכל מקרה, במובן מסוים הגוף שלכם ״זוכר״, משום שחלק מהתאים שלכם מכילים כעת נוגדנים שונים, קולטנים מולקולריים, שמתאימים לווירוס מסוים.

אירועים בעבר עשויים לשנות את ההתנהגות של נמלה בודדת ושל מושבת נמלים. נמלה קמפונית יחידה שמוגש לה סוכר טעים זוכרת את מקום ההתרחשות למשך מספר דקות. היא כנראה תחזור למקום שבו היה המזון. מינים אחרים, כמו נמלת מדבר סהרה, משוטטת לה במדבר העקר בחיפוש אחר מזון. נמלה כזו יכולה, כנראה, לזכור איזה מרחק עברה, או כמה צעדים צעדה, מאז הפעם האחרונה שביקרה בקן שלה.

נמלים, צוף, פרח

נמלים אוספות צוף מפרח. תצלום: פיסון ג'אוג'יפ

מושבה של נמלי יער אדומות זוכרת את מערכת הנתיבים המובילה אל אותם עצים, שנה אחר שנה, אף ששום נמלה בודדה אינה זוכרת זאת. ביערות אירופה, הן מטפסות במעלה עצים גבוהים כדי להיזון מכנימות עלים שבתורן ניזונות מן העץ. הקנים שלהם הם תלוליות עצמות של מחטי אורנים הניצבות באותו מקום במשך עשרות שנים, מאוכלסות על ידי דורות של מושבות. כל נמלה נוטה לעבור מדי יום באותו נתיב אל אותו עץ. במהלך החורף הממושך, הנמלים מתכנסות יחד מתחת לשלג. המירמקולוג [חוקר הנמלים] הפיני ריינר רוזנגרֶן (Rosengren) הראה כי כשהנמלים מגיחות באביב, נמלה מבוגרת מלווה נמלה צעירה לאורך אותו מסלול קבוע. הנמלה הבוגרת מתה, והצעירה מאמצת את המסלול לעצמה, וכך מתאפשר למושבה לזכור, או לשחזר, את נתיבי השנה הקודמת.

חיפוש המזון של מושבת נמלי-קציר תובע שימוש בזיכרון של חלק מהנמלים היחידות. נמלים אלה מחפשות זרעים שהתפזרו ואינן משתמשות באיתותים באמצעות פֶרומונים. כשנמלה מוצאת זרע, אין מבחינתה טעם לגייס אחרות, משום שלא סביר שזרעים אחרים יימצאו בסביבה. הנמלים המקוששות עשויות להתרחק מן הקן למרחק של עד 20 מטרים. כל נמלה עוזבת את הנתיב ויוצאת לחיפוש מזון עצמאי. היא מחפשת עד שהיא מוצאת זרע, ואז חוזרת אל הנתיב – יתכן שלשם כך היא נעזרת בזווית קרני השמש – כדי לחזור אל הקן, באותה דרך שבה מהלכות מחפשות מזון אחרות. כשהיא חוזרת לקן, הנמלה המקוששת מניחה שם את הזרע, וקצב הנמלים האחרות החוזרות לקן כשהן נושאות עמן מזון הוא שקובע האם היא תצא למסע נוסף או תישאר בקן. במסעה הבא, היא תעזוב את הנתיב בערך באותו מקום כדי לשוב ולחפש מזון.

מושבות בוגרות וגדולות יותר לומדות לנהוג בצורה חכמה יותר ממושבות צעירות וקטנות, אף שבמושבה הבוגרת אין נמלים בוגרות וחכמות יותר

בכל בוקר, האזור שבו הנמלים מחפשות מקום משנה צורה, כמו אמבה שמתפרשת ומתכווצת. אף אחת מן הנמלים אינה זוכרת את מיקומה של המושבה בתוך האזור הזה. כשנמלים מקוששות יוצאות למסע חיפוש המזון הראשון שלהן, הן נוטות להתרחק יותר מכפי שעושות שאר הנמלים הנעות באותו כיוון. התוצאה היא גל, המגיע למרחק גדול יותר לאורך היום. אט אט הגל הזה נסוג, והנמלים היוצאות לסיורים קצרים יותר, אל מקומות הקרובים יותר לקן, הן כנראה המוותרות אחרונות.

התנהגות מושבת הנמלים משתנה מדי יום, ומה שקורה ביום אחד משפיע על אירועי המחרת. אני ערכתי סדרה של ניסויים פולשניים. הנחתי מספר קסמי שיניים שהפועלות נאלצו לפנות, חסמתי את הנתיבים כדי שהנמלים המחפשות מזון יאלצו לעבוד קשה יותר, או  שיצרתי מחסומים שהנמלים ניסו להסיט. כל ניסוי השפיע ישירות רק על קבוצה של פועלות, אבל הפעילות של שאר הקבוצות השתנתה, משום שהפועלות העוסקות המטלה מסוימת מחליטות עד כמה להיות פעילות על סמך קצב המפגשים החפוזים שלהם עם פועלות העסוקות במטלות אחרות. אחרי שחזרתי על הניסוי במשך ימים ספורים בלבד, המושבות המשיכו להתנהג כפי שהתנהגו כשהפרעתי להן, גם אחרי שההפרעות פסקו. נמלים החליפו מטלות ועמדות בקן, ולכן עבר זמן עד שדפוסי המפגשים ביניהן חזרו למצב הבלתי מופרע. אף נמלה לא זכרה דבר בעצמה, אבל במובן מסוים, המושבה זכרה.

מושבות נמלים חיות 20-30 שנה – משך חייה של מלכה יחידה שמולידה את הנמלים כולן, אבל נמלים יחידות חיות שנה אחת לכל היותר. מושבות בוגרות ויציבות יותר מפגינות יותר עמידות נוכח ההפרעות לעומת מושבות צעירות יותר. הן גם יותר הומאוסטטיות: ככל שההפרעה גדולה יותר, כך המושבות הבוגרות נוטות יותר להתמקד בליקוט מזון ופחות בתגובה למהומה שיצרתי; לעומת זאת, כשההפרעות גברו, התגברו גם תגובותיהן של מושבות צעירות. בקיצור: מושבות בוגרות וגדולות יותר לומדות לנהוג בצורה חכמה יותר ממושבות צעירות וקטנות, אף שבמושבה הבוגרת אין נמלים בוגרות וחכמות יותר.

האמת היא שהזיכרונות שלנו הם כמו מושבת נמלים: שום נוירון אינו זוכר דבר, אף שהמוח זוכר ועוד איך

נמלים משתמשות בקצב שבו הן פוגשות ומריחות נמלים אחרות, או בכימיקלים שמותירות נמלים אחרות, כדי להחליט מה לעשות. נוירון משתמש בקצב שבו הוא מגורה על ידי תאי עצב אחרים כדי להחליט האם לשגר אות חשמלי. בשני המקרים, הזיכרון נובע מן השינויים באופן שבו נמלים או נוירונים מתקשרים ומגרים אלה את אלה. התנהגותה של מושבת נמלים הופכת לשקולה יותר, כנראה משום שגודל המושבה משנה את קצב האינטראקציות בין הנמלים. במושבה בוגרת וגדולה יותר, כל נמלה יכולה לפגוש יותר נמלים מכפי שקורה במושבה צעירה וקטנה, והתוצאה היא דינמיקה יציבה יותר. יתכן שמושבות זוכרות הפרעות שאירעו בעבר משום שהן גרמו לנמלים לשנות את מקומן, והדבר הביא לדפוסי אינטראקציה חדשים, שאולי אפילו מקבעים את ההתנהגות החדשה במהלך הלילה כשהמושבה אינה פעילה, ממש כפי שהזיכרונות שלנו מתקבעים במהלך השינה. שינויים בהתנהגות המושבה הנובעים מאירועים בעבר אינם מסתמכים רק על סך כל זיכרונות הנמלים, ממש כפי ששינויים במה שאנו זוכרים, ובמה שאנו אומרים או עושים, אינם פשוט סך הטרנספורמציות שעברו על כל תא עצב. האמת היא שהזיכרונות שלנו הם כמו מושבת נמלים: שום נוירון אינו זוכר דבר, אף שהמוח זוכר ועוד איך.

 

אם הגעת עד לכאן....

...יש לנו בקשה קטנה. קוראים רבים נהנים מהתכנים האיכותיים ש'אלכסון' מציע ללא כל תמורה. הפקת כתב העת ברמה כזאת כרוכה בהשקעה רבה של עבודה וכסף: עריכה, תרגום ורכישת זכויות פרסום בחו'ל. אם הערכים והרעיונות ש'אלכסון' מקדם קרובים לליבך ואם יש בך הערכה לעבודתנו אנו מבקשים את תמיכתך כדי להבטיח את הקיימות ארוכת הטווח של כתב העת.

לתמוך באלכסון

דבורה מ. גורדון (Gordon) מלמדת ביולוגיה באוניברסיטת סטנפורד בקליפורניה. מאמרים שכתבה על מחקריה התפרסמו בין השאר בסיינטיפיק אמריקן וב-Wired. ספרה האחרון Ant Encounters: Interaction Networks and Colony Behavior ראה אור ב-2010.

AEON Magazine. Published on Alaxon by special permission. For more articles by AEON, follow us on Twitter.

תורגם במיוחד לאלכסון על ידי דפנה לוי

תמונה ראשית: נמלה עשויה מעלי כותרת. תצלום: אנטוניו יאקובלי, אימג'בנק / גטי ישראל

מחשבה זו התפרסמה באלכסון ב על־ידי דבורה גורדון, AEON.


תגובות פייסבוק