Mrówki – mądre główki

Naukowcy nieustannie odkrywają nowe aspekty zdumiewająco złożonej bioinżynierii organizmów. A ta złożona bioinżynieria jest ściśle związana z kwestią nieredukowalnej złożoności. To oznacza, że wszystkie elementy danego mechanizmu muszą występować razem w komplecie, aby ten mechanizm mógł działać. Mrówki i ich zwyczaje są doskonałą tego ilustracją.

Mrówki „ćwierkają”, przez co dobrze się mają

Przez długie lata rzeczą oczywistą w świecie naukowym było to, że mrówki porozumiewają się za pomocą dotyku oraz przez wydzielanie chemicznych substancji zapachowych, zwanych feromonami. Dzięki feromonom stworzenia te pozostawiają ślady chemiczne, które mogą być śledzone przez innych członków kolonii. Służą one również do identyfikacji gniazda, z którego pochodzi mrówka, wraz z jej statusem społecznym w kolonii.

Jednak w pewnym momencie naukowcy odkryli kolejną warstwę złożoności i komunikacji w koloniach mrówek. Okazało się bowiem, że mrówki porozumiewają się także poprzez wydawanie dźwięków (strydulacja) i że system komunikacji akustycznej jest kluczowym elementem przetrwania kolonii mrówek¹. 

Naukowcy zbadali typ mrówki powszechnie spotykany w Europie – Myrmica rubra. Mrówki te wytwarzają dźwięki za pomocą drobno prążkowanego narządu strydulacyjnego, który znajduje się na środkowo-grzbietowej części czwartego segmentu „brzusznego”, oraz kolca (plektron) wystającego z tylnego brzegu drugiego segmentu pomostka (postpetiole). Kiedy mrówka porusza odwłokiem, obie części ocierają się o siebie i emitują serię „ćwierkania”².

Inne mrówki potrafią wykrywać i przetwarzać te sygnały, co skutkuje różnymi złożonymi reakcjami społecznymi. Jednak sygnały akustyczne nie są wykonywane w izolacji, ale razem z wydzielanymi feromonami, i wspólnie przetwarzane za pomocą złożonych wewnętrznych systemów.

Kompozycja różnych systemów komunikacji i przetwarzania sensorycznego jest dobitnym przykładem nieredukowalnej złożoności, czyli zestawu cech typu „wszystko albo nic”. Gdyby zabrakło którejkolwiek z tych cech, wszystkie mrówki zginęłyby w ciągu jednego pokolenia.

Mrówki rzeczy wożą i korków nie tworzą

O ile ludzie nie stworzyli jeszcze idealnych algorytmów zarządzania ruchem, przez co nadal musimy nieraz stać w korkach ulicznych, o tyle mrówki mają już ten temat ogarnięty. Na ich drogach korki się nie tworzą.

Audrey Dussutour, entomolog z Uniwersytetu w Sydney, powiedziała Wired Science:

„Nigdy nie stoją w korku. Powinniśmy stosować się do ich zasad. Pracuję z mrówkami od ośmiu lat i nigdy nie widziałam korka – a próbowałam”³.

Już wcześniej dr Dussutour wykazała w swoich pracach, że mrówki znajdując się na szerokich ścieżkach z wieloma pasami, organizują się w celu uzyskania optymalnej wydajności³. Następnie ona i jej współautorzy odkryli, że również poruszając się po drodze jednopasmowej (np. na lianach lub małych gałązkach), mrówki stosują taktykę pozwalającą im zmaksymalizować ogólną wydajność⁴.

I tak na przykład, aby nie dochodziło do “przeludnienia” na wąskiej ścieżce, mrówki wychodzące z mrowiska ustępują miejsca mrówkom powracającym z ładunkami. Co więcej, mrówki powracające bez ładunków, zamiast przyspieszać, by wyprzedzić wolniejsze, obciążone mrówki przed nimi, zwalniają. Dlaczego? Badacze wyjaśniają:

„Owady mogły zmarnować do 64 sekund na moście o długości 300 cm. Jednak zwalniając i podążając za mrówką przewożącą ładunek, nie przeszkadzając jej, zbieracze z pustymi rękami zostaliby opóźnieni tylko o 32 sekundy, wracając szybciej, niż gdyby się przepchnęli”. A także „mrówki wracające bez ładunków unikały wychodzących zbieraczy, przesuwając się na bok”⁴.

Gdyby mrówki nie miały tych algorytmów, ich ruch spowolniłyby zderzenia czołowe. A wtedy jedzenie nie byłoby sprawnie dostarczane do gniazda i kolonia ostatecznie nie byłaby w stanie przetrwać.

Tu również mamy do czynienia z nieredukowalną złożonością. Gdyby mrówki nie posiadały każdego algorytmu już obecnego i zintegrowanego zarówno z feromonami, jak i z dotykowymi bodźcami sensorycznymi, oraz z układem mięśniowym i kontrolą motoryczną, zginęłyby. Ponadto nie zaobserwowano, aby mrówki uczyły się nowych programów.

Mrówki wiedzą, co które jedzą

Mrówki jako owady społeczne wykazują się nadzwyczajną zdolnością do współpracy w celu zaspokojenia żywieniowych potrzeb całej kolonii. Struktura społeczna w gnieździe nie ułatwia regulacji żywieniowej, gdyż ulega ona zmianie zgodnie z cyklami wzrostu i rozwoju kolonii, a także podlega wpływom różnych czynników środowiskowych. A mimo to mrówki potrafią w sposób precyzyjny zaspokoić te specyficzne potrzeby żywieniowe w całej kolonii.

Pewne badanie opublikowane w czasopiśmie Current Biology wykazało między innymi to, że ilość dostarczanego do kolonii pożywienia jest bardzo zbliżona do dokładnej ilości potrzebnej do zaspokojenia różnych potrzeb żywieniowych jej poszczególnych członków⁵. Dojrzałe mrówki robotnice mają większe zapotrzebowanie na węglowodany, natomiast larwy do prawidłowego rozwoju potrzebują wyjątkowo dużych ilości białka. I do tych specyficznych potrzeb odbiorców żywności dostosowany jest sposób gromadzenia i przetwarzania pokarmów.

Skąd mrówki zbierające pokarm wiedzą, co i w jakiej ilości muszą dostarczyć do gniazda? Jak to się stało, że strategia żerowania ściśle odpowiada zmieniającym się potrzebom żywieniowym kolonii? Gdyby mechanizmy odpowiadające za te mrówcze umiejętności nie działały w pełni sprawnie od samego początku, kolonia mrówek nie byłaby w stanie przeżyć.

Podsumowanie

Niezwykłe zdolności mrówek trudno tłumaczyć tzw. doborem naturalnym. Nikt zresztą nie zaproponował takiego wyjaśnienia, tj. jak krok po kroku przez miliony lat powstawały powyższe mechanizmy i algorytmy w ciałach tych stworzeń. Nieredukowalna złożoność dobrze wpisuje się jedynie w paradygmat biblijny.

Przypisy

1. Casacci, L. P. et al. Ant Pupae Employ Acoustics to Communicate Social Status in Their Colony’s Hierarchy. Current Biology. Published online before print, February 7, 2013.
2. Barbero, F. et al. Myrmica Ants and Their Butterfly Parasites with Special Focus on the Acoustic Communication. Psyche. 2012 (2012).
3. Keim, B. Taking Traffic Control Lessons—From Ants. WIRED Science. Posted on wired.com February 3, 2009; dostęp: 11.01.2023.
4. Dussutour, A. et al. 2009. Priority rules govern the organization of traffic on foraging trails under crowding conditions in the leaf-cutting ant Atta colombica. The Journal of Experimental Biology. 212: 499-505.
5. Dussutour, A. and S. J. Simpson. 2009. Communal Nutrition in Ants. Current Biology. 19 (9): 740-744.

Opracowano na podstawie: J. P. Tomkins, „’Talking’ ants are evidence for creation”, opublikowane na icr.org 22 lutego 2013; B. Thomas, „Ant algorithms argue against evolutionary origins”, opublikowane na icr.org 17 lutego 2009; J. P. Tomkins, „Communal nutrition in ants: strong evidence for creation”, opublikowane na icr.org 8 lipca 2009.