Mönster av självorganisering hos myror

Myror runt en droppe honung

Myror är enkla djur och deras beteenderepertoir är begränsade till någonstans mellan tio och fyrtio elementära beteenden. Detta är ett försök att förklara de olika mönstren av självorganisering hos myror .

Myror som komplexa system

Myrkolonier är självorganiserade system: komplexa kollektiva beteenden uppstår som en produkt av interaktioner mellan många individer som var och en följer en enkel uppsättning regler, inte via top-down-instruktioner från elitindivider eller drottningen. Ingen arbetare har universell kunskap om kolonins behov; enskilda arbetstagare reagerar bara på sin lokala miljö. På grund av detta är myror en populär inspirationskälla för design inom mjukvaruteknik, robotik, industriell design och andra områden där många enkla delar arbetar tillsammans för att utföra komplexa uppgifter.

Den mest populära nuvarande modellen för självorganisering hos myror och andra sociala insekter är responströskelmodellen. En tröskel för en viss uppgift är mängden stimulans, såsom ett feromon eller interaktioner med andra arbetare, som krävs för att få arbetaren att utföra den associerade uppgiften. En högre tröskel kräver en starkare stimulans och översätts därmed till mindre preferens för att utföra en specifik uppgift. Olika arbetare har olika trösklar för olika uppgifter, vilket gör att vissa arbetare kan fungera som specialister som företrädesvis utför en eller flera uppgifter. Tröskelnivåer kan påverkas av flera faktorer: arbetarens ålder, eftersom arbetare ofta byter från arbete inom boet till arbete utanför boet med åldern; storlek, eftersom större arbetare ofta utför olika uppgifter, såsom försvar eller fröbearbetning; kast; hälsa, eftersom skador kan uppmuntra unga arbetstagare att byta till arbete utanför boet tidigare; eller fördelas slumpmässigt. I takt med att efterfrågan på en uppgift ökar, ökar också andelen arbetare vars tröskelvärden uppfylls; När efterfrågan minskar uppfylls färre arbetstagares trösklar och färre arbetare tilldelas den uppgiften. På så sätt möjliggör enkla individuella regler reglering av arbete i stor skala i olika miljöer. Detta system kan också utvecklas som svar på olika miljöer och livshistoriska strategier, vilket leder till den enorma variation som observeras hos myror.

Bifurkation

Detta är en omedelbar övergång av hela systemet till ett nytt stabilt mönster när en tröskel nås. Bifurkation är också känd som multistabilitet där många stabila tillstånd är möjliga.

Exempel på mönstertyper:

1. Övergång mellan oordnat och ordnat mönster
2. Övergång från en jämn användning av många matkällor till en källa.
3. Bildande av grenade bogallerier.
4. Gruppföreträde av en utgång genom att rymma myror.
5. Kedjebildning av ömsesidigt bengrepp.

Synkronisering

Oscillerande aktivitetsmönster där individer på olika aktivitetsnivåer stimulerar varandra genom ömsesidig aktivering.

Exempel på mönstertyper:

1. Kortskaliga rytmer som uppstår från mekanisk aktivering från fysisk kontakt.
2. Långskaliga rytmer där tidsmässiga förändringar i matbehov och larver stimulerar förändringar i reproduktionscykeln.

Självorganiserade vågor

Resande vågor av kemisk koncentration eller mekanisk deformation.

Exempel på mönstertyper:

1. Larmvågor som sprids genom fysisk kontakt.
2. Roterande spår från rumsliga förändringar i matresurser som verkar på spårläggningsaktivitet.

Självorganiserad kritik

Självorganiserad kritik är en plötslig störning i ett system som är ett resultat av en uppbyggnad av händelser utan yttre stimuli.

Exempel på mönstertyper:

1. Plötsliga förändringar i utfodringsaktivitet.
2. Mekaniskt grepp om benen som bildar myrdroppar.