Karınca Bilmez, Koloni Bilir

Bir karınca kolonisinin, üyelerinin sahip olmadığı anıları vardır.

Bir beyin gibi, bir karınca kolonisi de merkezi kontrol olmadan çalışır. Her biri, bireyleri nöronlar veya karıncalar olan etkileşim kümeleridir ve bir araya gelen bireyler basit kimyasal etkileşimleri kullanarak davranışlarını oluşturur.

İnsanlar hatırlamak için beyinlerini kullanır. Karınca kolonileri de bunu yapabilir mi?

Bu soru bizi başka bir soruya yönlendirir: Hafıza nedir? İnsanlar için bellek, geçmişte olanları hatırlama kapasitesidir. Bilgisayarlardan da geçmiş eylemleri yeniden üretmelerini istiyoruz. Bilgisayarın beyin ve beynin bilgisayar gibi görülmesi fikri bizi, ‘hafızayı’ sabit diskte saklanan bilgilermiş gibi algılamaya yöneltiyor.

Hafızamızın, bir dizi birbirine bağlanmış nöronun birbirini ne kadar etkilediğiyle ilgili olduğunu; uyku sırasında güçlendiğini; ve bu yeni ve uzun süreli belleğin, farklı devrelerle birbirine bağlı nöronları içerdiğini biliyoruz. Ancak, bu sinirsel olayların nasıl bir araya geldiğini, geçmişte meydana gelen bir şeyden bahsederken kullandığımız depolanmış temsillerin olup olmadığını ya da bisiklete binmek gibi daha önce öğrenilen bir görevi nasıl gerçekleştirebildiğimizi hala bilmiyoruz.

Yaşayan herhangi bir varlık, geçmiş olaylardan kaynaklanan bir değişimle hafızanın en basit biçimini sergileyebilir. Dalını kaybetmiş bir ağaca bakın. Kabuğunun deseninde ve ağacın kendi şeklinde izler bırakarak, yara etrafında nasıl büyüdüğünü hatırladığını bize gösterir. Grip geçirdiğiniz son zamanı belki tarif edebilir belki de edemezsiniz. Her iki durumda da vücudunuzun bazı duyuları bunu “hatırlar”, çünkü hücrelerinizin bir kısmı şu anda bu virüslere uyan farklı antikorlara ve moleküler reseptörlere sahiptir.

Geçmiş olaylar karıncaların hem bireysel olarak hem de koloni olarak davranışlarını değiştirebilir.

Marangoz karıncalar bireysel olarak, gördükleri bir şekerin yerini birkaç dakika boyunca hatırlar; çünkü çoğu yiyeceklerin olduğu yere geri döner. Bir başka tür olan Sahra Çölü karıncası, çorak çölün etrafında dolanarak yiyecek arar. Görünüşe göre bu türdeki bir karınca, yuvasından ayrıldığından beri ne kadar yürüdüğünü ve kaç adım attığını hatırlayabilir.

Bir kırmızı ağaç karınca kolonisi, hiçbir karınca bireysel olarak bunu hatırlamasa da her yıl aynı ağaçlara giden iz sistemini hatırlar. Avrupa ormanlarında, beslenmek için yüksek ağaçlarda yaprak bitlerinin salgılarıyla yiyecek haline dönüşen yemekleri ararlar. Yuvaları, yıllardır aynı yerde bulunan ve birçok nesildir koloniler tarafından kullanılan devasa çam iğneleridir. Her karınca günden güne aynı ağaca gitmek için aynı yolu kullanma eğilimindedir. Uzun kış boyunca karıncalar kar altında toplanırlar. Finli mirmekolojist (editörün notu: karınca bilimcisi) Rainer Rosengren, karıncaların ilkbaharda ortaya çıktıklarında, yaşlı karıncaların alışılmış olan izde genç bir karıncayla birlikte yol aldıklarını gösterdi. Yaşlı karınca öldüğünde genç karınca iz yolunu benimser ve böylece koloninin bir önceki yılın izlerini hatırlamasını veya yeniden oluşturmasını sağlar.

Bir hasatçı karınca kolonisinde yiyecek arama bazı karıncaların bireysel hafızasını gerektirir. Karıncalar dağınık tohumları arar ve feromon sinyalleri kullanmazlar. Bir karınca bir tohum bulursa, başkalarını çağırmasının bir anlamı yoktur çünkü yakınlarda başka tohumlar olma ihtimali çok azdır. Toplayıcılar yuvadan 20 metreye kadar uzayabilen bir iz bırakır. Her bir karınca farklı bir iz bırakır ve yiyecek aramak için kendi başına gider. Bir tohum bulana kadar aramaya devam eder, sonra toplayıcıların akımına katılarak yuvaya geri dönmek için belki de kılavuz olarak güneş ışığının açısını kullanarak izine geri döner. Yuvaya bir kez geri döndüğünde, toplayıcı tohumunu bırakır ve yuvadan, yiyecekle dönen diğer toplayıcıları karşılamak için ayrılmak üzere uyarılır. Bir sonraki gezisinde, tekrar aramak için izi yaklaşık olarak aynı yere bırakır.

Her sabah, koloninin toplayıcılık yaptığı alanın şekli, genişleyen ve daralan bir amip gibi değişir. Karıncalar bireysel olarak, koloninin bu modeldeki mevcut yerini hatırlamaz. Her avcı ilk yolculuğunda, aynı yöne giden diğer karıncaların ötesine gitme eğilimindedir. Sonuç olarak, gün ilerledikçe daha da ilerilere ulaşan bir dalga oluşur. Karıncalar vazgeçmeden önce yuva yakınındaki alanlara kısa yolculuklar yapmaya başladıkça bu dalgalar gitgide geri çekilirler.

Günden güne koloninin davranışı değişir ve o gün neler olduğu, bir sonraki günü etkiler.

Bir dizi kafa karıştırma deneyi yaptım. İşçi karıncaları uzaklaşmaya zorlamak için kürdanla rahatsız ettim, toplayıcıların daha fazla çalışması için izlerine engeller koydum ya da devriye gezen karıncaların püskürtmeye çalışacağı rahatsızlıklar yarattım. Her deney doğrudan yalnızca bir grup işçiyi etkiledi, ancak her defasında diğer grupların da faaliyetleri değişti, çünkü bir görevin işçileri, diğer görevlerin çalışanları ile kısa süreli karşılaşma oranlarına bağlı olarak aktif olup olmayacaklarına karar verirler. Deneyin devamındaki birkaç gün sonra, koloniler kafa karıştırmalar durduktan sonra bile rahatsız edildiklerinde davrandıkları şekilde davranmaya devam ettiler. Karıncaların yuvadaki görev ve pozisyonları değişmişti ve bu yüzden karşılaşma kalıplarının bozulmamış duruma geri dönmesi zaman aldı. Karıncalar bireysel olarak hiçbir şey hatırlamadı, ama bir anlamda, koloni hatırladı.

Koloniler tüm karıncaları üreten tek kraliçenin yaşam süresi boyunca yani yaklaşık 20-30 yıl boyunca yaşamakta, ancak karıncalar bireysel olarak en fazla bir yıl yaşamaktadır. Kafa karıştırmalarıma yanıt olarak, daha olgun ve daha büyük olan kolonilerin davranışları daha genç olanlardan daha istikrarlıydı. Aynı zamanda daha fazla iç denge gösterdiler: Rahatsızlığın büyüklüğü ne olursa olsun yaşlı koloniler, yarattığım zorluklara cevap vermekten ziyade toplayıcılık üzerine odaklanmaktaydı. Rahatsızlık kötüleştikçe, daha genç koloniler daha fazla tepki gösterdi.

Kısacası, daha büyük ve eski koloni, daha akıllı ve daha yaşlı karıncalara sahip olmadığı halde, daha yeni olanlardan daha akıllı davranmaya başladı.

Karıncalar, diğer karıncaları ya da diğer karıncaların biriktirdikleri kimyasal maddelerin oranını ve kokusunu, daha sonra ne yapacaklarına karar vermek için kullanırlar. Bir nöron, ateş edip etmemeye karar vermek için diğer nöronlar tarafından uyarılma sıklığını kullanır. Her iki durumda da bellek, karıncaların veya nöronların birbirlerine nasıl bağlanıp uyarıldığı konusunda meydana gelen değişikliklerden kaynaklanır. Koloni davranışının olgunlaşması muhtemeldir çünkü koloni büyüklüğü karıncalar arasındaki etkileşim oranlarını değiştirir. Daha eski ve büyük bir kolonide, her bir karınca daha genç ve küçük bir koloniye göre daha fazla karıncayla iletişim kurar. Sonuç daha kararlı bir dinamiktir.

Belki de koloniler geçmişteki bir rahatsızlığı hatırlarlar, çünkü bu durum karıncaların yerini değiştirerek yeni etkileşim kalıplarına yol açar. Bu sayede koloni, inaktif olduğu gece boyunca bile yeni davranışlarını pekiştirebilir; tıpkı bizim anılarımızın uyku sırasında pekiştirilmesi gibi.

Tıpkı anılarımızın ne yaptığımıza ya da ne söylediğimize göre değişen basit nörondan nörona aktarımlar olmaması gibi, karınca kolonilerindeki davranış değişiklikleri de sadece karıncaların bireysel anılarının basit bir toplamı değildir. Aksine anılarınız bir karınca kolonisi gibidir:

Hiçbir bir nöron hiçbir şeyi hatırlamasa da beyniniz her şeyi hatırlar.

Çeviren: Anıl Toklu
Düzenleyen: Onur Arpat

Deborah M. Gordon tarafından yazılan yazı ilk olarak 11 Aralık 2018 tarihinde Aeon‘da yayınlanmış olup NöroBlog’un Aeon’dan aldığı kullanım izniyle Türkçeleştirilerek yayınlanmıştır. Bold yazılan yerler çeviri editörü tarafından yapılan vurgulardır.

NöroBlog’u Patreon üzerinden desteklemek için: patreon.com/NoroBlog
Aeon counter – do not remove

Ecstasy Verilen Ahtapotlar, İnsanlar Gibi Arkadaş Canlısı Özellikler Gösteriyor

Anasayfamızdan daha fazla sinirbilim yazısına ulaşabilir, podcast ve videolarımıza erişebilirsiniz.