Bir karınca kolonisi, üyelerinin sahip olmadığı hafızaya sahiptir

Deborah M. GORDON
Biyoloji Profesörü

Bir karınca kolonisi aynı beyin gibi merkezi kontrol olmadan çalışır. İkisi de bütünde davranışlarını ortaya çıkarmak için basit kimyasal etkileşimleri kullanan bireyler kümesidir. İnsanlar hatırlamak için beyinlerini kullanırlar. Karınca kolonileri de bunu yapabilir mi? Bu soru başka bir soruya neden olur: Hafıza nedir? İnsanlar için hafıza, geçmişte yaşanan bir şeyi hatırlama kapasitesidir. Biliyoruz ki, hafızamız ne kadar bir dizi bağlı nöronun birbirini uyardığı konusundaki değişikliklere dayanır. Ayrıca, bu uyarılmanın uyku sırasında güçlendiğini ve yakın süreli ve uzun süreli hafızanın farklı bağlı nöron devrelerine dayandığını biliyoruz. Fakat, bu sinirsel olayların nasıl bir araya geldiği, geçmişte olan bir şeyler hakkında konuşmada kullandığımız saklı temsiller olup olmadığı veya önceden öğrendiğimiz okuma veya bisiklet sürme gibi görevleri nasıl sürdürebildiğimiz hakkında birçok şeyi hâlâ bilmiyoruz.

Herhangi bir canlı, geçmiş olaylardan kaynaklanan değişiklik olan en basit hafıza biçimini sergileyebilir. Mesela dalını kaybeden bir ağaç… Bunu yaranın etrafında nasıl büyüdüğünü, kabuğun düzeninde ve ağacın şeklinde izler bırakarak hatırlar. En son grip geçirdiğimiz zamanı tarif edebiliriz veya edemeyiz. Fakat, her iki durumda da bir anlamda vücudumuz hatırlıyor. Çünkü bazı hücrelerimiz artık o virüse uyan farklı antikorlara ve moleküler reseptörlere sahip.

ŞEKER YEDİKLERİ YERİ HATIRLADILAR

Geçmiş olaylar hem bireysel karıncaların hem de karınca kolonilerinin davranışlarını değiştirebilir. Kendilerini şeker verilen bireysel marangoz karıncaları, birkaç dakikalığına verildiği yeri hatırladı ve yiyeceklerin olduğu yere dönmeleri muhtemeldi. Bir başka tür olan Sahra Çölü karıncası çorak çöl etrafında dolanarak yiyecek arar. Bu karınca türü en son yuvada olduğu zamandan sonra ne kadar ilerlediğini veya ne kadar uzağa gittiğini hatırlıyor gibi görünüyor.

Kırmızı odun karınca kolonisi, tek bir karıncanın bile bir sonraki yıl aynı ağaçlara giden iz sistemini hatırlamamasına rağmen hatırlıyor. Onlar, Avrupa ormanlarında, ağaçta beslenen yaprak bitlerinin atıklarıyla beslenmek için yüksek ağaçlarda yiyecek peşinde oluyorlar. Yuvaları, kolonilerin birçok kuşaktır işgal ettiği ve onlarca yıldır aynı yerde bulunan muazzam çam iğneleri yığınıdır. Her karınca her gün aynı ağaca aynı izi sürerek gitmeye meyillidir. Uzun kış zamanlarında, karıncalar kar altında toplanırlar. Finli mirmekolojist Rainer Rosengren, ilkbaharda karıncalar ortaya çıktığında, yaşlı bir karıncanın genç bir karıncayla yaşlı karıncanın iz alışkanlığıyla gezdiğini göstermiştir. Yaşlı karınca ölür ve küçük karınca bu izi kendi izi olarak benimser, böylece koloninin önceki yılın izlerini hatırlaması veya çoğaltılması sağlanır.

Bir hasat karınca kolonisinde yiyecek arama, bazı kişisel karıncaların hafızalarını gerektirir. Karıncalar dağılmış tohumları ararlar ve feromon sinyalleri kullanmazlar; eğer bir karınca bir tohum bulursa, başkalarını çağırmanın anlamı yoktur, çünkü yakınlarda başka tohum olma ihtimali yoktur. Toplayıcılar yuvadan 20 metreye kadar uzayabilecek bir izi takip ederler. Her karınca izi bırakır ve yiyecek bulmak için kendi kendine giderler. Bir tohum bulana kadar araştırır, daha sonra yuvaya dönmek için giden toplayıcı akınını takip ederek ve muhtemelen güneş ışığının açısını kılavuz olarak kullanarak izlere geri dönerler. Yuvaya geri döndüğünde, toplayıcı tohumunu bırakır ve diğer yiyecekle dönen toplayıcılarla karşılaşma oranıyla yuvadan ayrılmak için uyarılır. Bir sonraki gezisinde, tekrar aramak için aynı yerde iz bırakır.

YİYECEK ARAMA ALANLARI DEĞİŞİYOR

Her sabah, koloninin yiyecek arama alanının şekli, genişleyen ve daralan bir amip gibi değişir. Hiçbir bireysel karınca koloninin paterndeki güncel yerini hatırlayamaz. Her toplayıcı ilk seyahatinde, aynı yönde seyahat eden diğer karıncaların dışına çıkma eğilimindedir. Sonuç gün ilerledikçe daha da uzayan bir dalgadır. Yavaş yavaş dalga geri çekilir, çünkü karıncalar yuvaya yakın yerlere kısa seyahatler yaparlar.

Koloninin davranışı günden güne değişir ve bir gün olan şey bir sonraki günü etkiler. Bir dizi akıl karıştırma deneyi yaptım. İşçilerin uzaklaşmasını gerektiren kürdanlar koydum veya izleri kapattım, böylece toplayıcılar daha çok çalışmak zorunda kaldılar veya devriyelerin defetmek zorunda kaldıkları rahatsızlık yarattılar. Her bir deney yalnızca bir işçi grubunu etkiledi, ancak diğer işçi gruplarının faaliyetleri değişti, çünkü bir görevdeki işçiler, diğer görevdeki işçilerle olan kısa karşılaşma oranlarına bağlı olarak aktif olup olmadıklarına karar veriyorlar. Deneyi birkaç gün tekrarladıktan sonra, rahatsız edici durumu durdurduktan sonra bile koloniler rahatsız edici durumdaymış gibi davranmaya devam ettiler. Karıncalar yuvadaki görev ve pozisyonlarını değiştirmişlerdi ve bu yüzden de karşılaşma kalıplarının rahatsız edilmemiş duruma dönmesi biraz zaman aldı. Hiçbir bireysel karınca hiçbir şeyi hatırlayamadı. Fakat bazı bakımlardan koloni hatırladı.

YAŞLI KOLONİLERİN DAVRANIŞI DURAĞAN

Koloniler 20-30 yıl yaşar, tüm karıncaları üreten tek kraliçenin ömrü, ancak bireysel karıncalar en fazla bir yıl yaşarlar. Pertürbasyonlara cevap olarak, daha yaşlı ve büyük kolonilerin davranışı genç olanlardan daha durağandır. Aynı zamanda daha homeostatiktir: pertürbasyonun boyutu ne kadar büyürse, yaşlı kolonilerin yarattığım güçlüklere cevap vermekten çok yiyecek aramaya odaklanmaları o kadar artar, fakat ne kadar kötüye giderse, genç koloniler o kadar çok tepki gösterdi.

Karıncalar, ne yapacaklarına karar vermek için diğer karıncalarla karşılaşıp kokularını alma oranlarını veya diğer karıncaların biriktirdiği kimyasalları kullanırlar. Bir nöron, ateşlenip ateşlenmeyeceğine karar vermek için diğer nöronlar tarafında uyarılma sıklığını kullanır. Her iki durumda da bellek, karıncaların veya nöronların iletişim kurup birbirini uyarma şeklindeki değişikliklerden kaynaklanır. Koloni davranışı olgunlaşır, çünkü koloni boyutu karıncalar arasındaki etkileşimin oranını değiştirir. Daha büyük ve yaşlı bir kolonide her karınca küçük ve yaşlı bir kolonidekilere göre daha çok karıncayla karşılaşır ve sonuç daha kararlı bir dinamiktir. Muhtemelen koloniler geçmiş pertürbasyonları hatırlıyorlar çünkü bu karıncaların yerlerini değiştirerek yeni etkileşim paternlerine yol açmasına neden oluyor ve bu da koloninin aktif olmadığı bir gecede yeni bir davranışı geliştirebilir, tıpkı uyku anında kendi anılarımızın birleştiği gibi. Koloni davranışındaki geçmiş olaylar nedeniyle meydana gelen değişiklikler karınca hafızalarının toplamı değildir; tıpkı hatırladıklarımızdaki, söylediklerimizdeki ve yaptıklarımızdaki değişimlerin basit bir nöron dönüşüm kümesi olmaması gibi. Bunun yerine, hafızalarınız bir karınca kolonisine benziyor: Hiçbir bireysel nöron bir şeyi hatırlamaz, fakat beyniniz hatırlar.

 aeon.co ‘dan çeviren Berkay Güney