مورچه

مورچه ها در زمره حشراتى هستند كه به صورت دسته جمعى زیست مى كنند و میلیونها سال فرآیند تطور امور حیرت آورى را فرا گرفته اند. شمارى از زیست شناسان در صدد بر آمده اند با مطالعه دقیق تر در نحوه عمل این حشرات از مدلهاى رفتارى آنان براى حل مسائلى كه مهندسان با آنها مواجه هستند، كمك بگیرند. چند دهه قبل، زمانى كه "ریچارد فاینمن" فیزیكدان خوش ذوق آمریكایى سرگرم كار روى رساله دكتراى خود بود، متوجه شد لشكرى از مورچه ها به اتاق او هجوم آورده اند و گنجه اى را كه او مواد غذایى اش را در آن نگاه مى داشت مورد حمله قرار داده اند.

رفتار این مورچه ها ذهن حساس و مسئله یاب این فیزیكدان جوان را تحریك كرد و او مصمم شد از اسرار رفتار دقیق و حساب شده این موجودات سر درآورد. هر چند فاینمن نتوانست به همه پرسشهایى كه در آن زمان در مورد رفتار مورچه ها داشت پاسخ دهد، اما این پرسشها، از جمله اینكه مورچه ها چگونه به وجود مواد غذایى در گنجه قفل شده پى مى برند؟ یا آنكه چگونه راه لانه تا محل غذا و بالعكس را پیدا مى كنند؟ یا آنكه چگونه به یكدیگر درباره وجود مواد غذایى و محل آنها اطلاع مى دهند؟ و اینكه آیا هیچ تصورى از هندسه و مكان در ذهن دارند؟ موجب شد كه شمارى از زیست شناسان و محققان به بررسى جدى در این زمینه بپردازند. گزینش طبیعى جست وجوى غذا را به صورت فعالیتى كه براى بقا ضرورى است در قیاس با دیگر فعالیتها اولویت مى بخشد.

این فرآیند، همچنین نسل مورچه هایى را كه قادرند به نحو موثرترى اطلاعات مفید را به مورچه هاى دیگر انتقال دهند، مثلا با بر جاى گذاشتن رد پاى شیمیایى از محل غذا در برابر مورچه هایى كه كمتر در این زمینه موفقند، پایدار مى سازد. آشنایى با هندسه و مكان نیز شانس بقاى مورچه ها را بالا مى برد، به این شرط كه مكانیسم قابل استفاده اى در این زمینه موجود باشد و این امر بر بازده یافتن غذا بیفزاید. فاینمن در آزمایش خود مورچه ها را بر روى یك تكه كاغذ از نقطه اى به نقطه دیگر مى برد و در برابرشان اندكى شكر قرار مى داد تا دریابد كه آیا این مورچه ها مى توانند دیگر مورچه ها را از محل غذا مطلع سازند؟ اما مطالعاتى كه او در خصوص آشنایى مورچه ها با هندسه انجام داد نتایج متناقضى به بار آورد. او به عنوان نمونه مشاهده كرد مورچه هایى كه در اتاقش سرگرم فعالیت هستند نمى توانند مسیر صحیح را از مسیر ناصحیح در امتداد یك راه خاص تشخیص دهند. اما بعدها در جنگلهاى برزیل شاهد آن بود كه مورچه هاى برگ خوار این جنگلها از این توانایى برخوردارند. او این فرضیه را مطرح كرد كه مورچه هاى برزیلى از نوعى ماده شیمیایى براى تعیین جهت صحیح در مسیر حركت استفاده مى كنند. به عبارت دیگر این مورچه ها مى توانند یك مسیر را به صورت الف – ت – ب – ت – فاصله – ب، الف، ت و ب – فاصله مشخص كنند كه به معناى آن است كه مسیر حركت غیر متقارن است. در حالى كه مسیرى كه به صورت الف، فاصله، الف و … علامتگذارى شده، صرفا یك مسیر متقارن را نمایش مى دهد. اما آزمایشهاى بعدى او در منزلش در كالیفرنیا نتوانست نتیجه روشنى به بار آورد. فاینمن متذكر شد كه شواهد نشان مى دهد مورچه ها مسیر و جهت را تشخیص مى دهند، اما آزمایشهاى او نمى تواند این نكته را كه مورچه ها حس تشخیص هندسه و جغرافیاى موقعیت را دارند مشخص سازد. اما تحقیقات بعدى به وسیله زیست شناسان نشان داده كه در میان ۲۰ هزار نوع مختلف از مورچه ها، روش هاى یكسانى براى راهیابى به كار نمى رود و همه این انواع مختلف به یك میزان از توانایى در تشخیص مسیر برخوردار نیستند. بسیارى از مورچه ها از نشانه هاى بیرونى در مسیر براى تشخیص موقعیت و جهت خود استفاده مى كنند. زمانى تصور مى شد كه مورچه هاى برگ خوار جنگلهاى برزیل از میدان مغناطیسى زمین براى این منظور كمك مى گیرند.

پژوهشهاى تازه روشن ساخته كه یك نوع مورچه معمولى موسوم به مورچه قرمز از درك هندسى برخوردار است و محققان اكنون بر این باورند كه احتمالا دیگر انواع مورچه ها نیز داراى این توانایى هستند. یك دسته از مورچه هاى قرمز شبكه اى را به وجود مى آورند كه از دهانه لانه تا محیط اطراف پراكنده مى شود. این شبكه بازوهایى به صورت حرف انگلیسى ایگرگ Y با زاویه اى در حدود ۶۰ درجه به وجود مى آورد. به عبارت دیگر مورچه ها در هنگام خروج از لانه و حركت در محیط اطراف اینگونه و با این زاویه شاخه شاخه مى شوند. اما اگر مورچه اى در مسیرى نادرست در امتداد یك شاخه در حال حركت باشد و به تقاطعى با زاویه ۱۲۰ درجه برخورد كند نمى تواند جهت خود را تنظیم كند. زاویه كمتر از ۱۲۰ درجه براى بازوهاى شاخه هاى ایگرگ شكل نوعى عدم تقارن میان لانه و محیط به وجود مى آورد. اما زاویه دقیقا ۶۰ درجه و ۱۲۰ درجه به معناى تقارن كامل است و در این زاویه توانایى مورچه براى تنظیم جهت خود به حداكثر مى رسد. این نكته نشان مى دهد كه فرضیه فاینمن در مورد علامتگذارى مسیر به وسیله مورچه ها به صورت الف – ب – فاصله – الف – ب – فاصله، نادرست است. زیرا در عمل حركت هزاران مورچه از چنین مسیرى موجب مى شود این علامتگذارى ها مخدوش شوند. مورچه هایى كه فاینمن براى آزمایش برگزیده بود، براى مقصود خاصى كه او در نظر داشت یعنى درك قابلیت هاى هندسى، نمونه هاى مناسبى نبودند. چون فاینمن فیزیكدان بود و نه زیست شناس و اطلاعى از انواع گوناگون مورچه ها نداشت. در حالى كه زیست شناسان توانسته اند با مطالعه در انواع مختلف مورچه ها و از جمله مورچه هاى قرمز به این قابلیت هندسى طبیعى پى ببرند.

نكته دیگرى كه مطالعه در رفتار مورچه ها را براى محققان آشكار ساخته، آن است كه فرآیند تطور طبیعى براى حل مسائل سخت به وسیله موجوداتى كه از توانایى ذهنى زیادی برخوردار نیستند، از راه حل هاى ساده اى كه در طول زمانهاى طولانى از استحكام و قوت برخوردار شده اند، بهره گرفته است. این راه حل ها كه اكنون در حد بالایى از قابلیت و بازده قرار دارند، مى توانند براى مهندسان راهگشا باشند.

در خبرنامه ما عضو شوید
در خبرنامه ما عضو شوید
در خبرنامه ما عضو شوید تا از آخرین مطالب با خبر شوید.
هر زمان که بخواهید، می‌توانید عضویت‌تان را لغو کنید.

نظرات بسته شده است، اما بازتاب و پینگ باز است.