Computerwetenschapper Eliseo Ferrante (KU Leuven) is er via simulaties in geslaagd om het sociaal gedrag en de doorgedreven organisatie van bladsnijdermieren in kaart te brengen.
Mieren bouwen nesten met een ingewikkelde architectuur – echte mierenpaleizen. Onderzoekers beschrijven in Proceedings of the National Academy of Sciences hoe de mieren zich organiseren om de complexe bouwtaken aan te kunnen. Ze focusten op de zwarte wegmier, een van onze algemeenste mierensoorten.
De miertjes leven in kolonies van 5 tot 15.000 individuen. Hun nest bestaat uit een reeks kamers gestut door pilaartjes van zand. Ze brengen feromonen aan op de zandbolletjes die ze maken om de pilaartjes te bouwen, waardoor hun nestgenoten naar dezelfde bouwplek worden aangetrokken. Na verloop van tijd verdampen de feromonen, zodat de aandacht naar andere plekken verschuift.
De miertjes bouwen pilaren die even lang zijn als zijzelf, waarna ze bruggetjes tussen de pilaren aanleggen. Hun lengte is dus een maatstaf voor de hoogte van de kamers. Door de feromonenconcentratie wordt de grootte van de kamers aangepast aan klimatologische omstandigheden: in droge omstandigheden verdampt het feromoon sneller, zodat er minder pilaren worden gebouwd, waardoor de kamers groter zijn en beter verlucht worden. In vochtige omstandigheden worden de kamers kleiner.
De bladsnijdermier is een soort die samenwerking tot kunst verheven heeft. De diertjes knippen draagbare stukjes uit bladeren en vervoeren die in lange kolonnes naar het nest, als voedsel voor een schimmel die ze zelf voor hun voeding nodig hebben – ze hebben in hun nest dus een soort schimmelboerderij. In Royal Society Open Science rekenden biologen voor dat ze drie kilometer knipwerk nodig hebben om een vierkante meter blad in draagbare stukjes te snijden.
De doorgedreven organisatie van mieren fascineert computerwetenschappers. Eliseo Ferrante werkt aan de KU Leuven samen met mierenexperts. In de zomer van 2015 publiceerden ze in PLoS Computational Biology een opmerkelijk artikel over computersimulaties van robotjes op vier wielen die in staat zijn om de ontwikkeling van het sociaal gedrag van bladsnijdermieren in kaart te brengen. De onderzoekers zijn ervan overtuigd dat de digitale robotjes exact hetzelfde deden als wat echte robotjes zouden doen, maar dan eindeloos veel sneller.
De robotjes werden geprogrammeerd om in hun digitale omgeving te leren uit hun ervaringen. Iedere leercyclus is een generatie. Het kostte ongeveer 500 robotgeneraties om een begin van coöperatie te laten ontstaan, en ongeveer 2000 generaties om de taakverdeling te verfijnen. De robotjes raakten zo goed georganiseerd dat ze de juiste verhouding tussen individuen vonden om het transport van blaadjes naar een nest te optimaliseren. Aangezien miertjes al heel lang meegaan in het leven, moeten we er niet aan twijfelen dat ze biologisch perfect geprogrammeerd zijn voor hun ingewikkelde sociale taken. Ze zijn héél succesvol.
DOOR DIRK DRAULANS
Bladsnijdermieren moeten drie kilometer knippen om een vierkante meter blad in draagbare stukjes te snijden.
