תחושת הבטן של הנמלה

לפי המסורת היהודית, יוסף מונה למשנה למלך פרעה כדי לפקח על הקמת מאגרי מזון שיכינו את מצרים ל"שבע השנים הרזות". בהיעדר יוסף או פרעה, כיצד מפקחת מושבת נמלים על כמויות המזון אשר נדרשות כדי לכלכל את הקן? ממצאים חדשים של מדעני מכון ויצמן למדע שפורסמו בכתב-העת המדעי eLife, מגלים כי נמלים יכולות להתאים את כמויות המזון שהן מלקטות לצרכי הקן כולו – גם מבלי לדעת מה מידת הרעב הכללית במושבה. המחקר שופך אור על האופן שבו מערכת שיתופית ללא שליטה מרכזית מקיימת בקרה תזונתית – ועשוי להציע תובנות חדשות על תיפקודן של מערכות שליטה מבוזרת בשירות האדם, כגון רשת החשמל ורשתות תקשורת סלולרית.

נמלים מלקטות מזון מהוות רק כ-10% מכלל הנמלים במושבה. פעילות איסוף המזון מתאפשרת בזכות "קיבה חברתית" – זפק אשר מתפקד כאיבר איחסון מזון ומשמש להאכלת נמלים אחרות במעין האכלה מפה לפה (trophallaxis). "כיצד מספר קטן כל כך של נמלים יכול להעריך את הדרישות התזונתיות של המושבה כולה ברגע נתון?", שואל פרופ' עפר פינרמן מהמחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות. "מה כמות המידע שצריכה נמלה מלקטת לאסוף על מצב המושבה כדי למלא את משימתה בהצלחה – והאם היא צריכה לדעת מה מידת הרעב של כל אחת מחברות הקן, או שדי לה להעריך את מידת הרעב הכללית במושבה?"

כיצד מספר קטן כל כך של נמלים יכול להעריך את הדרישות התזונתיות של המושבה כולה ברגע נתון?"

כדי לענות על שאלות אלה, פרופ' פינרמן וצוות המחקר השתמשו בשתי שיטות: הדמיה פלואורסצנטית אשר אפשרה להם לעקוב אחר כמויות המזון בבטן של נמלי קמפונית קדושה (Camponotus sanctus) – וסימון כל נמלה באמצעות תגיות זעירות אשר אפשרו לזהות כל אחת מהן לאורך כל תהליך ההאכלה.

"גילינו כי הנמלים אוספות מזון בהתאם לכמות המזון שכבר נמצאת בבטן של נמלים אחרות שהן פוגשות בדרך", מספרת ד"ר אפרת גרינוולד, חוקרת בתר-דוקטוריאלית במעבדה של פרופ' פינרמן. "כמות המזון שהנמלים המלקטות מעבירות לנמלה הראשונה שהן פוגשות נראית אקראית למדי – היא אינה מואכלת עד מלוא הקיבולת שלה והמלקטת אינה 'נפטרת' מכל משאה. עם זאת, קיים קשר חזק בין כמות המזון המועברת לכמות שכבר מאוחסנת בזפק של הנמלה המואכלת". מכיוון שהנמלים המואכלות מייצגות את מידת הרעב הכללית במושבה, הסיקו המדענים כי כך מותאמים שיעורי איסוף המזון למידת הרעב של המושבה כולה. לפיכך, נמלים מלקטות יכולות להתאים את איסוף המזון לצרכי הקן גם מבלי לדעת בדיוק מה מידת הרעב הכללית.

סרטון 1

"הצעד הבא יהיה לחקור בקרה תזונתית קולקטיבית ביחס לאתגרים מורכבים יותר, כמו בחירה בין מקורות מזון שונים באיכותם ובהרכבם", אומרת ליאור בלטיאנסקי, דוקטורנטית במעבדה. "נמלים הן אחת הדוגמאות המפותחות ביותר בטבע לפעילות מבוזרת. ייתכן שבעזרתן נוכל ללמוד דבר או שניים על מנגנוני הפעולה הפנימיים של רשתות נפוצות מעשה ידי-אדם".

סרטון 2