Karınca kolonilerinde yüzlerce hatta binlerce karıncanın herhangi bir lider olmadan neredeyse aynı anda harekete geçmesinin ardındaki mekanizma bilim insanlarının geliştirdiği yeni matematiksel modelle açıklanmaya çalışıldı. Araştırmaya göre koloni belirli bir kritik eşiği aştığında, tek bir karıncanın hareketi tüm yuvaya yayılan bir aktivite dalgasını tetikleyebiliyor.
PRX Life dergisinde yayımlanan çalışmada, karınca kolonilerinde uzun süredir gözlemlenen “aktivite patlamaları” incelendi. Kolonilerde sakin geçen dönemlerin ardından çok sayıda karıncanın bir anda harekete geçtiği, ardından yeniden sakinleştiği biliniyor.
Bilim insanları bu davranışın fiziksel sistemlerde görülen faz geçişlerine benzediğini belirledi.
Yeni modele göre kritik eşik aşılmadan önce karıncalar büyük ölçüde birbirlerinden bağımsız hareket ediyor. Ancak kolonideki hareket hızı, karınca yoğunluğu veya etkileşim mesafesi belirli bir seviyeyi geçtiğinde durum değişiyor.
Karıncalar arasındaki fiziksel karşılaşmalar yeterince sık hale geldiğinde, tek bir karıncanın hareketi yakınındaki diğer karıncaları, onların hareketi de başka karıncaları tetikleyerek tüm koloniye yayılan zincirleme bir reaksiyon oluşturabiliyor.
Araştırmacılar, bu sürecin belirli bir “lider karıncaya” bağlı olmadığını vurguladı. Kolonideki herhangi bir karınca ilk hareketi başlatan birey olabiliyor.
Geliştirilen matematiksel modelde karıncalar “aktif”, “inaktif” ve geçici olarak yeniden harekete geçemeyen “refrakter” olmak üzere üç farklı durumda ele alındı.
Aktif karıncalar hareket ederek yakınlarındaki hareketsiz karıncaları faaliyete geçirebiliyor. İnaktif karıncalar bir başka karıncayla etkileşim sonucu hareketlenebilirken, refrakter durumdaki karıncalar belirli bir süre boyunca yeniden aktive olamıyor. Bu mekanizma hareketlilik dalgasının sonsuza kadar devam etmesini engelliyor.
Simülasyonlarda karıncaların çok yavaş hareket ettiği veya birbirleriyle yeterince sık karşılaşmadığı koşullarda başlayan hareketliliğin koloniye yayılamadan söndüğü görüldü.
Araştırmacılar kritik eşiğin aşılmasıyla meydana gelen değişimi, suyun donması gibi fiziksel bir faz geçişine benzetti.
Ancak model, koloninin tam olarak ne zaman topluca harekete geçeceğini tahmin etmiyor. Bunun yerine koloninin büyük ve senkronize bir aktivite patlaması oluşturabilecek koşullara ulaşıp ulaşmadığını gösteriyor.
Araştırmaya göre aktivitenin karıncalar arasında yayılma hızı, koloninin genel hareket ve dinlenme döngüsünden çok daha yüksek. Böylece tek bir karıncanın başlattığı hareket, ilk hareketlilik sönmeden önce yuva arkadaşlarına aktarılabiliyor.
Daha önceki araştırmalarda karınca kolonilerinin toplu karar verirken sinir ağlarına benzer şekilde davranabildiği ve tehlikelere karşı adeta bir “süperorganizma” gibi koordineli hareket edebildiği ortaya konmuştu.