Hoe mieren werken voor het algemeen welzijn van de kolonie

De resulterende complexiteit van mierengemeenschappen is een van de meest fascinerende verschijnselen in de natuurlijke wereld: hoe vormen deze kleine wezens zulke ingewikkelde sociale netwerken? Deze netwerken zijn zo genuanceerd dat de kolonie zelf soms een organisme – of ‘superorganisme’ – op zichzelf wordt genoemd, met individuele mieren als samenstellende delen.

Paper gepubliceerd deze maand in het tijdschrift PNAS-nexus onderzoekt hoe het gedrag van mieren wordt beïnvloed door sociale besmetting. Sociale besmetting is het proces waarbij bepaald gedrag zich binnen een groep kan verspreiden, wat resulteert in wat ‘massagedrag’ wordt genoemd.

Sociale besmetting komt veel voor bij allerlei soorten sociale dieren, van mieren en vissen tot vogels en mensen. Maar hoewel het nuttig kan zijn als het leidt tot samenwerking en collectieve actie, wijst de studie erop dat het massagedrag dat het creëert ook ‘rampzalige gevolgen kan hebben, zoals massale paniek en stormloop’. Als zodanig wordt de positieve versterking van sociale besmetting in dierengemeenschappen over het algemeen gecompenseerd door wat de auteurs ‘omgekeerde sociale besmetting’ noemen.

Sociale besmetting komt voort uit de behoefte van een individu om een ​​activiteit te imiteren die hij zijn buren ziet doen, terwijl omgekeerde sociale besmetting optreedt wanneer individuen minder ze zullen waarschijnlijk iets doen als ze zien dat hun buren hetzelfde al doen. Dit voorkomt situaties waarin hele groepen uiteindelijk dezelfde activiteit gaan doen, ongeacht het nut van die activiteit.

Zoals het artikel aangeeft, zijn negatieve gevolgen van sociale besmetting uiterst zeldzaam onder mieren, wat erop wijst dat deze omgekeerde sociale besmetting een belangrijke rol speelt in mierengemeenschappen. Om te kwantificeren hoe omgekeerde sociale besmetting het mierengedrag reguleert, onderzochten de onderzoekers de individuele mierenactiviteit onder twaalf foeragerende mierenkolonies. Deze kolonies variëren in grootte van enkele tientallen mieren tot enkele honderden. Het experiment had tot doel vast te stellen hoe de omvang van de kolonie het activiteitsniveau van de werknemers beïnvloedde: als mierengedrag alleen afhangt van positieve sociale besmetting, zou je verwachten dat meer mieren actief zijn in een grotere kolonie, omdat ze meer mogelijkheden zouden hebben om te observeren. een bepaald gedrag bij hun medemieren.

Figuur 1. Illustratie van de concepten sociale besmetting (boven) en omgekeerde sociale besmetting (onder). (boven) Een inactieve mier heeft interactie met een foeragerende mier: door sociale besmetting (bijvoorbeeld veroorzaakt door actieve rekrutering) begint zij ook te foerageren. (onder) Twee foeragerende mieren hebben interactie: door omgekeerde sociale besmetting (bijvoorbeeld veroorzaakt door sterische uitsluiting) stopt een van hen met zijn activiteit om inactief te worden. Afbeelding tegoed: Isabella Muratore.

Uit het onderzoek bleek dat het feit dat de kolonie groter was, niet betekende dat meer mieren hetzelfde gedrag vertoonden. Omdat verschillende groepen verschillend gedrag vertoonden, suggereren de observaties dat omgekeerde sociale besmetting ook een rol speelde.

Dit staat ook in schril contrast met menselijke samenlevingen, waar het activiteitsniveau van individuen de neiging heeft sneller te stijgen naarmate de bevolking van de samenleving groeit. In de aankondiging bij dit artikel wordt het algemene voorbeeld van foerageren gebruikt om het verschil te illustreren: als een mier meerdere collega’s ziet foerageren, spaart hij zijn energie voor een andere taak die wellicht gunstiger is voor de kolonie. Als iemand echter ziet dat zijn buren allemaal voedsel verzamelen, zijn ze bang dat ze misschien niets meer over hebben – een zorg die urgenter wordt naarmate de bevolking toeneemt.

Sl. 7. a) Illustratie van een stedelijke nederzetting bestaande uit individuen die voor hun eigen voordeel handelen: elke persoon transformeert zijn bewegingskosten (gemeten in een of andere vorm van valuta, afhankelijk van het transportmiddel, 𝐶 / 𝑁⁠ ) in zijn sociale interacties (bij benadering door de gemiddelde verbondenheid, ⟨ 𝑘 ⟩ = 2 𝐸 / 𝑁⁠). b) Illustratie van een sociale insectenkolonie die fungeert als een superorganisme: elk insect past zijn energieverbruik aan, 𝐵 / 𝑁⁠, in reactie op zijn gemiddelde connectiviteit, zodat het zijn consumptie zal verhogen als reactie op afnemende connectiviteit. Afbeelding tegoed: Anna Sawulska.

Zoals Simon Garnier, hoofdauteur van het artikel en universitair hoofddocent biologische wetenschappen aan het New Jersey Institute of Technology, in de aankondiging uitlegt: “Menselijk gedrag wordt vaak gedreven door persoonlijk gewin. [but] mieren… hebben de neiging om de behoeften van de kolonie voorrang te geven boven die van henzelf. Dit heeft enorme implicaties voor het begrijpen van de verschillen tussen de organisatie van menselijke en sociale insectengemeenschappen.” Dat is natuurlijk een beetje generaliserend, omdat er veel menselijke samenlevingen zijn die het collectief belangrijker vinden dan individuele belangen, maar dat kan eerder een kwestie van sociologie en cultuur dan van gedragswetenschap zijn.

Niettemin trekken de auteurs een fascinerende conclusie: de vaak gehoorde metafoor van mierenkolonies als ‘superorganismen’ klopt eigenlijk behoorlijk. “Dit werk”, concludeert het artikel, “suggereert dat de geschikte atomaire eenheid voor een mier zijn kolonie is – en niet zichzelf als een enkel organisme.”