További Tudomány cikkek
A neves felsőoktatási intézmény Ökológia és Evolúciós Biológia Tanszékén (és az angliai Oxford Egyetemen is) dolgozó Couzint elsősorban a csoportokon belüli kollektív döntéshozás, az információ terjedése és hasznosítása, az egyének közötti interakciók sorozatából kialakuló rendszerek, mindezek számítógépes modellezése, valamint technológiai alkalmazásokra szánt biológiai ihletésű algoritmusok fejlesztése foglalkoztatja. A Kollektív Állati Viselkedés Laboratóriumban végzett munkáit az elméleti és a kísérleti megközelítés szintézise jellemzi.
Trópusi vándorhangyák
A mintegy százötven újvilági vándorhangya-faj egyikét, a trópusi Eciton burchelliit az autópályák forgalmával hasonlította össze, ám azt is kihangsúlyozta, hogy a hangyák útképzésük során nem vétenek hibákat, nincsenek közlekedési dugók. Élő hidat hoznak létre önmagukból, ha például mélyedés felett kell átvonulniuk. A raj egy-egy tagjának megnyilvánulásaiból az egészre vonatkozóan szinte semmiféle következtetést nem vonhatunk le.
A táplálék megszerzéséért a bolyt az élelemmel összekötő három – két kimenő és egy bejövő – sávos (méretükhöz viszonyítva meglepően hosszú) utakat hoznak létre.
Couzin arra volt kíváncsi, miért ilyen rendezetten, s miért nem teljes összevisszaságban mozognak. Számítógépes modelljének többezer ágensét (virtuális hangyáját) egyszerű szabályok betartására programozta: a többieket különösen friss állapotban vonzó kémiai markereket hagytak maguk után, a légteret antennáikkal tehették szabaddá – ha az antenna másik hangyát érzékelt, az összeütközést elkerülendő, az ágens lelassította mozgását. Ha egyikük túl gyorsan változtatott irányt, letért az illat által kijelölt útvonalról. Viszont, ha nem volt elég gyors, meg kellett állnia, ami azzal a következménnyel járt, hogy a mögötte lévő hangyák vagy csökkentették a tempót, vagy szintén megálltak. Azaz, viszonylag szűk „viselkedési skála” biztosította a lehető leggyorsabb csoportos mozgást.
Az optimalizált helyváltoztatásból spontán és úgy fejlődött ki két út, hogy a kimenő és a bejövő forgalom nem akadályozta egymást.
Couzin és munkatársai, a modellt tesztelve, Panamában készítettek filmfelvételeket. A látottak egyrészt igazolták a virtuális környezetben tapasztaltakat (sebesség-optimalizálás), másrészt a bolyt elhagyva és visszafelé tartva az állatok másként viselkednek: két, ellentétes irányba mozgó hangya találkozásakor a kimenő mindig távolabb hátrált, mint a hazasiető. Utóbbiak így csoportosulhattak a központi sávon, míg az előbbiek két külső sávot alakítottak ki.
Sáskajárás, gyilkos tücskök
Couzin más – szintén közösségekben vándorló – állatokra is alkalmazta a modellt, és a különböző fajok között egyre több közös mintát talált. A folyékony fémekkel és a vízzel vont párhuzamot: az eltérések ellenére, mindegyik (sok azonos alaptulajdonsággal rendelkező) folyadék, amelyek egyszerű szabályok összjátékának következtében teljesen megváltozhatnak (például a víz felforrhat és elpárologhat).
A sáskák magányos állatok, viszont időnként közösségekbe szerveződve végigpusztítják a termést. Couzin Mauritániában vizsgálta őket, majd Oxfordban készített róluk modellt. Megállapította, hogy ha egy adott területen az állatok száma meghalad egy küszöbértéket, hirtelen csoportos mozgásba kezdenek. Valamennyi sáska a szomszédjaihoz alkalmazkodik, és vice versa. Amennyiben túl nagy a távolság, a szabály alig vagy egyáltalán nem érvényesül.
A rajképződés hogyanja és miértje azonban két különböző kérdés – vonta le a következtetést a kutató. Utóbbit a majdani (evolúciós) előnyök magyarázhatják: ha a tagok kooperálnak, „rajképző” génjeik egyre hasonlóbbak lesznek. Viszont szintén előfordul, hogy az óriásira (többmilliós létszámúra, hat-nyolc kilométer hosszúságúra) duzzadt csoport tagjai nemcsak együttműködő, de önző individuumok is, mint például a Utah-ban tanulmányozott – megfelelő mennyiségű só és protein hiányában egymást felfaló – mormon tücskök. Gyors mozgásukat három tényező motiválja: a külső forrásból történő élelemszerzés, illetve az előbb lévők felfalása, és a hátrébb lévők előli menekvés. Ha valamelyik egyed nem mozdul, elpusztul. A különböző érdekek és cselekvések együttese úgy eredményez kollektív intelligenciát, hogy az egyedek viselkedése kizárólag saját korábbi tapasztalataikon alapul.
Agysejt-rajok?
Couzin több általános következtetést vont le: a tagok mindig két ösztön, a rajhoz tartozás és az óhajtott irányba történő mozgás között mérlegelnek. Csak néhány vezetőre van szükség, máskülönben elképzelhetetlen az összehangolt tevékenység. Ha két vezető érdekei ellentétesek, a csoport spontán módon a többség által elfogadott irányt választja. (A kutató ezt tapasztalta emberek esetében is.)
Jelenleg a sejtek rajszerű megnyilvánulásait vizsgálja és úgy véli, hogy az agysejtek ugyanazokat a kollektív viselkedési szabályokat követik, mint a hangyák, a sáskák vagy a tücskök.