Феномен медоносной пчелы. Биология суперорганизма

Присутствие специализированных особей не гарантирует их исключительной занятости по профилю в сообществе. Похоже, медоносные пчелы любого возраста и специальности знают, что именно, а также когда, где и сколько необходимо сделать. Последовательность связанных с возрастом занятий в жизни медоносной пчелы образует лишь общую схему, в пределах которой колония пчел может удовлетворять все свои потребности. Объем и характер работ в пчелиной колонии настолько тесно связаны с количеством энергии, затраченной на их выполнение, что можно задать вопрос о том, каким образом деятельность пчел соответствует потребностям. Кто же отдает приказы и кто гарантирует, что приказы выполняются правильно?

Ответ выглядит простым. Матка-«королева», как понятно из ее названия, возглавляет колонию. Однако невозможно выявить ни одной иерархической цепочки, начинающейся с матки, за одним исключением: плодовитая матка выделяет из своих верхнечелюстных желез так называемое маточное вещество, которое распределяется среди всех пчел улья посредством трофаллаксиса и предотвращает развитие яичников у рабочих особей. Это гарантирует ее репродуктивное господство в улье, за исключением появления очень редких яйцекладущих рабочих особей.

Эта ситуация представляет собой не командную структуру в плане принятия решений, а лишь физиологическую реакцию пчел на феромоны, хотя большое количество пчел, на которых оказывается влияние, создает впечатление правящего монарха.

Колонии не организованы иерархическим путем. Коллективное поведение пчел децентрализовано. Каждая пчелиная особь ведет себя так, как если бы она сама решила что-то сделать. Результаты этих решений – небольшие локальные изменения в колонии. Эти изменения, в свою очередь, становятся стимулами для других пчел, которые приспосабливаются к новой локальной ситуации и принимают собственные решения. Видимое макроповедение колонии складывается из этих многочисленных малых решений. Роение, строительство и использование сотов, исследование окрестностей улья – все это представляет собой такие формы макроповедения колонии (рис. 10.13, 10.14, 10.15, 10.16).

Качественно новые свойства, которые возникают вследствие взаимодействия участников такой системы, определяются как эмерджентность. Макроповедение системы возникает как эмерджентный результат множества маленьких шагов снизу вверх, а не сверху вниз.

Эмерджентные свойства, которые не дают системе преимуществ, бесцельны, словно чудесно эмерджентные узоры снежного кристалла. Естественный отбор среди пчелиных колоний гарантирует, что их макроповедение является адаптивным и полезным для колонии.

Поведение суперорганизмов может показаться стороннему наблюдателю разумным, потому что кажется, будто они находят подходящие решения для задач и проблем. Это поведение суперорганизмов названо коллективным разумом.

Изучение коллективного разума суперорганизмов преподносит биологам поразительные догадки, а также продолжает быть предметом значительного интереса со стороны многих математических и технических субдисциплин. В случае с суперорганизмами маленькие элементы с ограниченными способностями, взаимодействующие со своим окружением и находящиеся среди других сходных элементов, приходят посредством этих микродействий к микрорешениям, закладывая основу для «искусственного интеллекта» машин, к которому относится особый случай «роевого интеллекта».

Рис. 10.13 Образование роя у медоносных пчел привело к появлению термина «роевой интеллект»

Рис. 10.14 Строительство сотов – материальное выражение коллективной деятельности членов колонии

Рис. 10.15 Использование сотов оптимизировано путем обоюдного взаимодействия между пчелами

Рис. 10.16 Обмен информацией – это основа координации поведения

Догадки математиков и инженеров, которые занимаются сложными компьютерными системами, заставили и биологов искать механизмы с формальными принципами и правилами, которые природа успешно заложила в собственные сложные суперорганизмы.

Медоносные пчелы – это не только интереснейший и важный фактор природной среды. Их системы управления, объединенные в сеть, позволяют наблюдать процессы решения сложных задач, которые могут послужить образцовыми моделями в технике, – это еще один захватывающий аспект феномена медоносной пчелы.