U svetu društvenih stvorenja, od ljudi do mrava, širenje ponašanja kroz grupu – poznato kao društvena zaraza – je dobro dokumentovan fenomen. Ovaj proces, vođen društvenom imitacijom i pritiskom, dovodi do toga da pojedinci usvoje ponašanja koja su primećena kod njihovih vršnjaka, što često rezultira sinhronizovanim masovnim akcijama: Zamislite stampeda ili ovacije.
Društvena zaraza je mač sa dve oštrice u visoko integrisanim društvima. Iako olakšava koheziju i kolektivnu efikasnost, nekontrolisana zaraza može dovesti do štetnog masovnog ponašanja, kao što je masovna panika. Dakle, priroda je razvila regulatorne mehanizme kako bi takva ponašanja držala pod kontrolom.
Jedan takav mehanizam je obrnuta društvena zaraza. U obrnutim društvenim zarazama, povećane interakcije između pojedinaca koji se bave nekim ponašanjem dovode do veće verovatnoće da zaustave to ponašanje, umesto da se upuste u njega.
U radu objavljenom u PNAS Nekus-u, istraživači predvođeni Mauriziom Porfirijem—profesorom profesora biomedicinskog inženjerstva, mašinskog i vazduhoplovnog inženjerstva i građevinskog i urbanističkog inženjerstva na NIU Tandon institutu, kao i direktor Centra za urbanu nauku i napredak (CUSP )—opišite ovaj jedinstveni fenomen u kolonijama mrava berača (Pogonomirmek californicus) kako biste razumeli energetske posledice visoko integrisanog društvenog ponašanja.
„Kolonije mrava smanjuju potrošnju energije po pojedincu kako kolonija raste, slično skaliranju metaboličkih troškova u zavisnosti od veličine kod ptica i sisara koje je otkrio Klajber pre skoro jednog veka“, rekao je Porfiri. „Do danas nedostaje ubedljivo objašnjenje kako se pojavljuje ovaj kolektivni odgovor.
Koristeći praćene video snimke nekoliko kolonija, otkrili su da pojedinačni mravi nisu povećali nivo svoje aktivnosti proporcionalno veličini kolonije. Ovo je bio čudan nalaz, jer veće kolonije znače više interakcija između njihovih članova i više mogućnosti za jačanje ponašanja.
Da bi dekodirao ovo ponašanje, tim—koji takođe uključuje Pietro De Lellis sa Univerziteta u Napulju, Eighdi Aung i (Tandon alum) Nicole Abaid sa Virginia Tech, Jane S. Vaters sa Providence Collegea i Santiago Meneses i Simon Garnier iz Nev Iorka. Tehnološki institut u Džersiju—primenjene teorije skaliranja koje se obično koriste za proučavanje ljudskih naselja.
Oni su izveli odnose koji povezuju veličinu kolonije sa mrežama interakcije i nivoima aktivnosti, pretpostavljajući da je u igri obrnuta društvena zaraza. Njihova hipoteza je podržana podacima respirometrije, koji su otkrili potencijalnu vezu između aktivnosti mrava i metabolizma.
Zamislite da ste mrav i vidite nekog od vaših kolega kako traži hranu. Ako ste pod kontrolom društvene zaraze, možda ćete takođe početi da tražite hranu kako ne biste izgledali lenji. Ali energija koju trošite na traženje hrane možda nije vredna ako jedan mrav može efikasno da prikupi hranu.
U ovom slučaju, obrnuta društvena zaraza vam govori da podignete noge i opustite se dok pustite svog sunarodnika da radi posao, jer će vam energija kasnije trebati za drugi zadatak. Na ovaj način, obuzdavanje društvene zaraze čini koloniju efikasnijom.
Studija povlači fascinantnu paralelu između kolonija insekata i ljudskih gradova. U oba sistema, društvene interakcije utiču na potrošnju energije, ali u suprotnim smerovima.
Kolonije insekata pokazuju hipometrijsko skaliranje – nivoi aktivnosti se ne povećavaju proporcionalno sa veličinom kolonije. Nasuprot tome, ljudski gradovi pokazuju hipermetrijsko skaliranje, gde potrošnja energije raste brže od veličine populacije.
„Ljudsko ponašanje je često vođeno ličnom dobiti“, kaže Simon Garnije, vanredni profesor bioloških nauka na NjIT-u i stariji autor rada. „Mravi, s druge strane, imaju tendenciju da daju prioritet potrebama kolonije u odnosu na svoje sopstvene. Ovo ima ogromne implikacije za razumevanje razlika između organizacije ljudskih i društvenih društava insekata.“
Za razliku od ljudi, mravi upravljaju svojom energijom kao kolonijom, a ne pojedinačno, na neki način pokazujući kooperativni odgovor. Ova studija pokazuje da mravi koriste obrnutu društvenu zarazu da regulišu svoju ukupnu aktivnost i upotrebu energije.
U suštini, kada su mnogi mravi zauzeti zadatkom, neki će prestati da spreče da se cela kolonija pretera. Ovo ponašanje je u skladu sa zakonima skaliranja i metaboličkim obrascima koji se vide u drugim biološkim sistemima.
Jednostavnije rečeno, zamislite koloniju mrava kao jedan veliki organizam u kome su akcije svakog mrava koordinirane za dobrobit kolonije, a ne samo za njih. Buduća istraživanja će istražiti kako tačno ovi mravi tako efikasno komuniciraju i upravljaju svojom energijom.
Ovo istraživanje ne samo da baca svetlo na regulatorne mehanizme u kolonijama mrava, već nudi i uvid u šire principe društvene regulacije među vrstama. Dok nastavljamo da istražujemo ove paralele, možemo otkriti više o fundamentalnoj dinamici koja upravlja prirodnim i ljudskim sistemima.
„Ovo je prvi korak koji preduzimamo da bismo razumeli i modelirali regulaciju energije u kolonijama mrava“, rekao je Porfiri.
„Da li je regulacija energije praćena poboljšanim performansama za kolektiv? Možemo li da dizajniramo algoritme za timove robota inspirisane mravima koji mogu da maksimiziraju performanse i minimiziraju troškove energije? Možemo li naučiti neke lekcije za naše gradske saobraćajne mreže? Ovo su samo neka od pitanja koja želeo bih da se obratim sledeće.“
