Karıncalarda kendi kendine örgütlenme kalıpları - Patterns of self-organization in ants

Bir damla balın etrafındaki karıncalar

Karıncalar basit hayvanlardır ve davranışsal repertuarı on ila kırk temel davranışla sınırlıdır. Bu, farklı olanı açıklama girişimidir. desenleri kendi kendine organizasyon karıncalarda.[1]

Karmaşık sistemler olarak karıncalar

Karınca kolonileri kendi kendine organize olan sistemlerdir: karmaşık kolektif davranışlar, seçkin bireylerden veya kraliçeden gelen yukarıdan aşağıya talimatlar yoluyla değil, her biri basit bir kurallar dizisini izleyen birçok birey arasındaki etkileşimlerin ürünü olarak ortaya çıkar. Hiçbir işçi koloninin ihtiyaçları hakkında evrensel bilgiye sahip değildir; bireysel çalışanlar yalnızca kendi yerel çevrelerine tepki verir. Bu nedenle karıncalar, yazılım mühendisliği, robotik, endüstriyel tasarım ve karmaşık görevleri gerçekleştirmek için birlikte çalışan birçok basit parçayı içeren diğer alanlarda tasarım için popüler bir ilham kaynağıdır.[2]

Karıncalarda ve diğer sosyal böceklerde mevcut en popüler kendi kendine örgütlenme modeli, tepki eşiği modelidir. Belirli bir görev için bir eşik, uyarıcı miktarıdır, örneğin feromon veya diğer çalışanlarla etkileşimler, işçinin ilgili görevi yerine getirmesine neden olmak için gereklidir. Daha yüksek bir eşik, daha güçlü bir uyarıcı gerektirir ve bu nedenle, belirli bir görevi yerine getirmek için daha az tercihe dönüşür. Farklı çalışanların farklı görevler için farklı eşikleri vardır ve bu da belirli çalışanların tercihen bir veya daha fazla görevi yerine getiren uzmanlar olarak işlev görmesine izin verir. Eşik seviyeleri birkaç faktörden etkilenebilir: işçilerin yuva içi işten yuva dışı işlere sıklıkla yaşla birlikte geçmesi nedeniyle işçi yaşı;[3] daha büyük çalışanlar genellikle savunma veya tohum işleme gibi farklı görevleri yerine getirdikleri için boyut; kast; sağlık, çünkü yaralanmalar genç işçileri yuva dışında çalışmaya daha erken geçmeye teşvik edebilir;[3] veya rastgele dağıtılabilir. Bir göreve olan talep arttıkça, eşikleri karşılanan işçilerin oranı da artmaktadır; talep azaldıkça, daha az işçi eşiği karşılanır ve bu göreve daha az işçi tahsis edilir. Bu şekilde, basit bireysel kurallar, çeşitli ortamlarda büyük ölçekte işin düzenlenmesine izin verir. Bu sistem aynı zamanda farklı ortamlara ve yaşam öyküsü stratejilerine yanıt olarak gelişebilir ve karıncalarda gözlemlenen muazzam çeşitliliğe yol açabilir.

Çatallanma

Bu, bir eşiğe ulaşıldığında tüm sistemin yeni bir kararlı modele anında geçişidir. Çatallanma birçok kararlı durumun mümkün olduğu çoklu kararlılık olarak da bilinir.[4]

Desen türü örnekleri:

  1. Düzensiz ve düzenli kalıp arasında geçiş
  2. Birçok gıda kaynağının eşit kullanımından tek bir kaynağa geçiş.
  3. Dallanmış yuva galerilerinin oluşumu.
  4. Karıncalardan kaçarak tek çıkışı gruplama tercihi.
  5. Karşılıklı bacak kavrayışının zincir oluşumu.

Senkronizasyon

Farklı aktivite seviyelerindeki bireylerin karşılıklı aktivasyondan ortaya çıkan birbirini uyardığı salınımlı aktivite kalıpları.[4]

Desen türü örnekleri:

  1. Fiziksel temastan kaynaklanan mekanik aktivasyondan kaynaklanan kısa ölçekli ritimler.
  2. Yiyecek ihtiyaçlarında ve larvalarda zamansal değişikliklerin üreme döngüsündeki değişiklikleri uyardığı uzun ölçekli ritimler.

Kendi kendine organize dalgalar

Kimyasal konsantrasyon veya mekanik deformasyon dalgaları.[4]

Desen türü örnekleri:

  1. Fiziksel temasla yayılan alarm dalgaları.
  2. Yol döşeme faaliyetine etki eden gıda kaynaklarındaki mekansal değişikliklerden dönen yollar.

Kendi kendine organize kritiklik

Kendi kendine organize kritiklik bir sistemde dış uyaranlar olmadan olayların birikmesinden kaynaklanan ani bir rahatsızlıktır.[4]

Desen türü örnekleri:

  1. Beslenme aktivitesinde ani değişiklikler.
  2. Karınca damlacıkları oluşturan bacakların mekanik olarak kavranması.

Referanslar

  1. ^ Sosyal böcekler ve kendi kendine organizasyon
  2. ^ Holbrook, C. Tate; Clark, Rebecca M .; Moore, Dani; Overson, Rick P .; Penick, Clint A .; Smith, Adrian A. (2010-08-23). "Sosyal böcekler insan tasarımına ilham verir". Biyoloji Mektupları. 6 (4): 431–433. doi:10.1098 / rsbl.2010.0270. ISSN  1744-9561. PMC  3226954. PMID  20392721.
  3. ^ a b Moron D., Witek M., Woyciechowski M. Myrmica scabrinodis'te farklı yaşam beklentisine sahip işçiler arasında iş bölümü (2008) Animal Behavior, 75 (2), s. 345-350.
  4. ^ a b c d Detrain, C. ve J. L. Deneubourg. 2006. "Bir Süperorganizmada Kendi Kendine Düzenlenmiş Yapılar: Karıncalar Moleküller Gibi "Davranır" mı? " Physics of Life Yorumları (ISSN  1571-0645 ). 3, hayır. 3: 162-187.