מנמלים ועד שפנים: מה חיות יכולות ללמד אותנו על שיתוף פעולה?

הסרטון הזה שהועלה לרשת זכה למאות מיליוני צפיות: בחלקו הראשון קבוצת אנשים התבקשה להעביר חפץ גדול בצורת T דרך פתח קטן, בעבודה משותפת אבל בלי לשוחח ביניהם. ובחלקו השני, קבוצת נמלים ניסתה לעשות בדיוק אותו דבר, עם חפץ ופתח בהתאם לגודלן, אבל באותן פרופורציות. הדמיון בין שני החלקים מרשים עד כדי מטריד, אך בסופו של דבר הנמלים ניצחו. מדוע? כי לבני האדם היו כל מיני רעיונות וכל אחד משך את החפץ לכיוונו. הנמלים עבדו יחד, כמעט כמו מוח אחד.

● הטבעות שנעלמות והתוכנית הישראלית: כוכב שבתאי לא מפסיק להפתיע את החוקרים
● השעון שמגלה בת כמה באמת מערכת החיסון שלכם

הסרטון הוא חלק מניסוי שערך פרופ' עופר פיינרמן ממכון ויצמן, פיזיקאי שחוקר שיתוף פעולה בין נמלים. פיינרמן היה אחד מארבעה חוקרים שהציגו מחקרים פורצי דרך בכנס Tel Aviv Sparks Innovation, בפאנל שעסק בתקשורת רשתית בין בעלי חיים. דיברנו עם החוקרים כדי להבין איך ה"מוח" הקבוצתי המשותף הרבה יותר מתוחכם מזה של כל נמלה, דבורה או זרזיר, ומה בני אדם יכולים ללמוד ממנו.

דבורים: מנגנון בקרת טעויות

"לכל דבורה יש מוח קטן ומרשים, אבל הקסם האמיתי הוא מה שמתרחש ברמת הכוורת", אומר פרופ' שרון שפיר, מנהל מרכז טריווקס לחקר הדבורים בפקולטה לחקלאות של האוניברסיטה העברית. "בקבוצת הדבורים יש תהליכי קבלת החלטות מדהימים - בלי שאף דבורה אחת יודעת את כל התמונה".

בכוורת, אומר שפיר, יש חלוקת תפקידים. זכרים מזדווגים, המלכות מטילות ביצים, והעמלות מגינות על הכוורת, מביאות מזון, מסדרות ומנקות ומטפלות בתינוקות. כל התקשורת מתרחשת ביניהן. "כל עמלה יכולה לעשות את כל התפקידים, והמשימה שלה משתנה עם הגיל. הצעירות עושות את העבודה הפחות מסוכנת, בתוך הכוורת. מי שכבר סיימה את התפקיד הזה יכולה להרשות לעצמה לקחת יותר סיכונים, כשומרת או כמחפשת מזון".

כשדבורה שחיפשה מזון חוזרת לכוורת, היא רוקדת ריקוד שמסביר את המקום שבו מצאה אותו, את המרחק ואת כיוונו ביחס לשמש. בריקוד הזה יש מידע גם על איכות המזון. "בתוך הכוורת חשוך, כך שהדבורים לא צופות בריקוד, אלא חשות אותו במחושים שלהן", אומר שפיר. הדבורה בעלת המידע תרקוד כמה פעמים, ובכל פעם 2־5 דבורים יחושו את הריקוד. "ככל שמקור המזון טוב יותר, כך היא תרקוד זמן רב יותר, ואז יותר דבורים מהכוורת ילכו לחפש את המזון הזה". אין כאן אגו, ואף דבורה אינה משוויצה במקור המזון שלה - הדבורה עושה רק מה שטוב לכוורת.

 פרופ' שרון שפיר / צילום: תמונה פרטית

"ומה קורה אם דבורה מתבלבלת? מתברר שהכוורת יודעת לתת פידבק, שגורם לדבורה שטעתה לצנזר את עצמה.

"בניסוי שעשינו הפכנו את הדבורה ל'שקרנית'. נתנו לה למצוא מזון ואז הזזנו אותו. הדבורה חזרה ורקדה בהתלהבות, אבל עם הזמן ראינו ירידה ברמת הריקוד שלה. היא איבדה את הביטחון העצמי שלה, הפסיקה לדבר, למרות שידעה שהיא ראתה מה שראתה".

קצת עצוב.
"זה טוב לכוורת".

קבלת ההחלטות הקולקטיבית מתרחשת גם כאשר דבורים מחפשות בית חדש. כאשר מגיע האביב, כוורת בת 20־30 אלף דבורים "שולחת משלחות למצוא בית טוב. כל אחת חוזרת ומדגימה בריקוד את מה שהיא מצאה. הדבורים בכוורת חשות את כל הריקודים, משלבות את המידע, ואחרי יומיים- שלושה הן מגיעות לקונצנזוס ועפות כגוש אחד, אם כי חלק עפות יותר מהר כדי לסמן את המקום עם פרומון ולהקל על האחרות למצוא את הדרך".

 הדבורה המסומנת עוברת בין זחלים ומאכילה אותם / צילום: באדיבות פרופ' שרון שפיר

קורה שהן בכל זאת פועלות באופן אנוכי, או תמיד לפי צורכי הכוורת?
"האינטרס של יצור חי הוא להרבות את הגנים שלו. כל הדבורים הן קרובות משפחה של המלכה באותה מידה, ולכן גם של כל הילדים, אז האינטרס הוא משותף.

"אבל יכול לקרות מצב שבו עמלה יכולה לפתח את השחלות המנוונות שלה ולהטיל ביצה שיצא ממנה זכר, שיהיה קרוב אליה גנטית יותר מהאח שמטילה המלכה, ובמקרה כזה האינטרס שלה נוגד את האינטרס של יתר העמלות.

"אז מה שהתפתח הוא סוג של משטרה: דבורים צעירות מסתובבות באזור שהטילו בו ביצים, ואם הן מריחות ביצה שלא הטילה המלכה, הן מיד אוכלות אותה. ואם הן מריחות עמלה שהתחילה לפתח שחלות, הן אגרסיביות כלפיה".

מדוע זה קורה, שהן מטילות ביצים? האם יש יתרון בגיוון הגנטיקה של הכוורת?
"הגנטיקה ממילא מתגוונת כי המלכה מזדווגת עם יותר מ־20 זכרים. השונות הגנטית טובה יותר לעמידות בפני מחלות ושינויי טמפרטורה. כמו כן, אם המלכה מזדווגת עם זכר אחד בלבד, זה אומר שכל העמלות הן אחיות מלאות, ויכולות ליצור קואליציה נגד המלכה. הגיוון הוא זה שמוביל לכך שהן דומות יותר גנטית למלכה מאשר זו לזו, ופועלות מתוך האינטרס של כל הכוורת והדור הבא".

כל האידיליה הזאת קיימת אצל דבורי הדבש, לעומת מינים אחרים כמו דבורי הבומבוס שיש להן חברתיות יותר מוגבלת. "בכל שנה כאשר מגיע הזמן לייצר זכרים, יש ביניהן תחרות וריב וכל הכוורת קורסת".

עד כמה דומה החשיבה של דבורים לזו של בני האדם?
"בחנו את הרעיונות של הכלכלה ההתנהגותית והרציונליות המוגבלת של כהנמן וטברסקי בדבורים, וראינו שהן מדגימות אותן הטיות קוגניטיביות. למשל, גם דבורים שמקבלות שלוש הצעות, שאחת מהן טובה בפרמטר אחד, השנייה בפרמטר אחר והשלישית באמצע, אז גם הן, כמו בני האדם, מוצאות את זו שבאמצע יותר אטרקטיבית, ואפשר לעשות מניפולציה על הבחירה שלהן על ידי שינוי הצעות הקצה.

"אנחנו לומדים מכך שלא החברה המודרנית גורמת לתופעות הללו, אלא שמדובר בפן מאוד בסיסי של התפיסה, לא רק האנושית. אלה כנראה כללי אצבע שהתפתחו אצל מינים רבים כי הם חוסכים אנרגיה חישובית".

נמלים: "הן כמו מוח נוזלי"

כמו דבורים, הנמלים דומות גנטית וגם הן אלטרואיסטיות: הכל לטובת הקן. "נמלים שאוכלות אוכל נוזלי, לא יכולות לסחוב אותו למחסן, אז הן אוגרות אותו באיבר מיוחד שאנחנו יכולים לקרוא לו "הקיבה החברתית", מספר חוקר הנמלים פיינרמן, עורך ניסוי הנמלים נגד אנשים המפורסם. "כשהן חוזרות לקן הן מתחברות לנמלה אחרת במעין נשיקה, ומעבירות לנמלה שטרם אכלה את המזון בגרסה לא מעוכלת שלו. רק כ־10% מהן הולכות להביא אוכל, וכל אחת מהן מעבירה את האוכל הלאה".

"לכל נמלה יש צורכי הזנה לפי הגיל וההיסטוריה שלה, והקן צריך לפתור את הבעיה - איזו נמלה תביא איזה אוכל ולאיזו נמלה היא תעביר אותו". זו בעיית ניהול משאבים מורכבת ביותר, לא טריוויאלית אפילו עבור מחשב מתקדם. במעבדה של פיינרמן חוקרים את תנועת המזון על ידי צביעתו במגוון צבעים זוהרים, שניתן לראות דרך הקיבה של הנמלים שהן חצי שקופות. "אנחנו רואים שהקן עובד כמו אורגניזם שיודע בדיוק מה הוא צריך לאכול עכשיו, ולאיזה תא להעביר איזה סוג של מזון".

המאפיין הבולט הוא היעדר ההיררכיה. "כל נמלה צריכה להחליט מה היא עושה בכל רגע נתון על בסיס המידע שבידיה, והתוצאה נראית כאילו מישהו החליט עבור כולן. והן עושות זאת מצוין. כל חידה הן פותרות".

מין מסוים של נמלים באוסטרליה ממש מצליח לארוג בתים מעלים. "זה מאוד מרשים", אומר פיינרמן. "העלים עדיין מחוברים לעץ, אך הנמלים יוצרות מגופן משקולות וכך מושכות את העלים אחד כלפי השני עד שנוצר מעין כדור שבתוכו הן חיות. הן מביאות למקום זחל, מחזיקות אותו בפה, מדגדגות אותו, ואז הוא פולט משי שהנמלים משתמשות בו כדי לתפור את העלים יחד. רק אז הנמלה יכולה לשחרר את החזקתה בעלה. הקן שנוצר דורש שיתוף פעולה של המון נמלים, והוא ענק ביחס לנמלה הבודדת.

 פרופ' עופר פיינרמן / צילום: תמונה פרטית

"מה שיפה הוא שלא משנה איזה עלה נותנים להן, מדקל עד בננה, הן עושות מזה כדור. הן מבינות שזה עלה ופותרות את הבעיה בהתאם לגודל, למרקם ולמשקל שלו. קשה להאמין שהן מצליחות לעשות זאת בלי מוח מכוון, אבל עד היום לא מצאו כזה".

איך הן מתקשרות זו עם זו?
"הן יודעות להפריש כ־100 סוגי ריחות וגם לערבב ביניהם כדי ליצור שפה עשירה מאוד. בניגוד לשפת בני אדם, הן לא יכולות לייצר תערובת ריחות חדשה במהירות. כלומר, אוצר המילים גדול אבל כל ביט מידע חדש לוקח הרבה זמן לייצר".

עד כמה אפשר לדמות נמלה לתא עצב אחד במוח, ואת קן הנמלים כולו למוח אחד?
"יש דמיון אבל הוא נגמר איפשהו. זה נכון שכמו תאי מוח, כך גם נמלים הן דומות מאוד גנטית ולכן אין לאחת אינטרס לשגשג על חשבון האחרת. זה נכון שכמו תאי מוח, כל נמלה עושה חישובים לעצמה, המושפעים ממה שמתחרש אצל השכנה, ובסופו של דבר השלם עולה על סך חלקיו. יש אפילו דמיון בין החישובים שעושה תא מוח לבין החישובים שעושה נמלה. וכמו תא עצב, גם הנמלה 'מפרישה' את תוצאת החישוב שלה, ומסך כל ההפרשות אפשר ללמוד על מצב הסביבה. כמו במוח, גם בקן נמלים, בסוף כל החישובים ישנה 'תשובה מנצחת', וברגע שמגיעים אליה נוצר תהליך שמדכא תשובות אחרות.

"ההבדל הוא שנמלה אחת זזה באופן עצמאי, מחפשת בעצמה, מזיזה דברים, ואילו תא במוח לא יכול להסתובב באופן חופשי. אפשר אולי לומר שהנמלים הן כמו מוח נוזלי".

זרזירים: עושים "פו" לציפור טרף

אחת מתופעות הטבע המרשימות ביותר היא מעוף הזרזירים. מי שיביט בהם בלי להכיר את התופעה, ייתכן שלא יבין תחילה מה הוא רואה: כתם שחור בשמים, נע אנה ואנה, מתכווץ ומתרחב ומשנה צורה. הכתם מורכב מאלפי זרזירים שזזים בתיאום מושלם, גם אם לא כולם לאותו כיוון. במהלך התמרון המשותף הם מבצעים פניות חדות והדוקות ולעולם לא מתנגשים אלה באלה.

 מעוף הזרזירים מבלבל את ציפורי הטרף / צילום: באדיבות פרופ' פרץ לביא

לשם מה מבצעים הזרזירים את הריקוד המרהיב הזה? לדברי פרופ' יוסי לשם מאוניברסיטת תל אביב, מייסד ומנהל המרכז הבינלאומי לחקר נדידת הציפורים, "המחקר מעלה שיש לכך שתי סיבות. הסיבה הראשונה היא שהתמרון, הסגירה והפתיחה בבת אחת יוצרת משב רוח חזק שיכול להסיט ציפור טרף דואה ממעופה".

הסיבה השנייה היא שהטורפים אינם יודעים לעוף לתוך ענן זרזירים ולתפוס כפי יכולתם. הם מתוכננים להתביית על פרט אחד, הפרט החלש בחבורה, ולתפוס דווקא אותו. כשהזרזירים עושים את תמרוניהם, הטורף מאבד את קשר העין עם הפרט המסויים שסימן, מתבלבל ובסופו של דבר לא טורף אותו.

 פרופ' יוסי לשם / צילום: איל יצהר

איך מצליחים הזרזירים להוציא את התעופה המשותפת לפועל?
"אנשים אומרים 'מוח של ציפור', ואני לוקח את זה אישית. בפועל, מוח של ציפור עושה דברים שיכולים לשים אותנו בכיס הקטן. הם לא רואים בבת אחת את כל הלהקה, אלא יודעים רק מה היחסים ביניהם לבין כמה פרטים שלידם. כל אחד עושה רק כמה חישובים, והשילוב ביניהם יוצר את התנועה המרהיבה".

שפני סלע: יורשים קשרים חברתיים

במשך שנים רבות אסף פרופ' עמיעל אילני מבית הספר לזואולוגיה באוניברסיטת תל אביב ומוזיאון הטבע על שם שטיינהרדט, מידע על תקשורת בין שפני סלע. הרצאה לא קשורה לשפנים, שעסקה בתקשורת רשתות, הובילה אותו למדל את המידע הזה כרשת. "תוחלת החיים של השפנים היא בין שנה ל־6־7 שנים. כיוון שהמחקר היה ארוך טווח, היו לנו נתונים לגבי ההישרדות של כל שפן. בחנו באמצעות הרשת אילו תכונות משפיעות על הישרדות והצלחה ברבייה.

 פרופ' עמיעל אילני / צילום: תמונה פרטית

"תחילה בחנו אם מי שיש לו תפקיד מרכזי יותר ברשת שורד יותר. זו לא התוצאה שמצאנו. ראינו שדווקא מי שהיה שייך לקבוצה שוויונית יותר שורד יותר. ייתכן שהמתח הנובע מתחרות על המקום בחברה לא שוויונית משפיע על כל הקבוצה".

הצעד הבא היה למפות את הרשת באופן דינמי. "ראינו גורמים רבים שמשפיעים על הדינמיקה של הרשת. אחד מהם הוא הנטייה 'לסגור משולשים'. למשל, אם אני חברה שלך ואת חברה שלי ושל בועז, אז יש סיכוי טוב שתכירי לי את בועז וגם אני אהיה חבר שלו. אם את חברה של בועז ואני לא מסתדר איתו, אז נוצר איזשהו מתח שהוא לא יציב, ואם שנינו לא מסתדרים עם בועז, היציבות רבה יותר". מדובר בשפני סלע, אם במקרה התבלבלתם לרגע.

עם הזמן התברר שהפרטים יורשים את רשת הקשרים של האם. "אני אכיר את הילדים של החברים של אמא שלי, ודי בוודאות אהפוך לחבר שלהם. אנחנו רואים את הקשרים האלה נשמרים לאורך דורות. גם כאן ככל הנראה המניע הוא יציבות. זה חוסך אנרגיה ביצירת הקשרים שבהמשך שומרים על ההישרדות".

 שפני סלע יורשים מהאם את הקשרים / צילום: באדיבות פרופ' עמיעל אילני

לא כל הקשרים עוברים הלאה לצאצאים באופן דומה. פרטים לאמא דומיננטית, במעמד גבוה, ייטו יותר לרשת את הקשרים שלה מאשר פרטים שאמם ממעמד נמוך יותר, "כי מה שמצליח אנחנו רוצים לשמר, ופחות להיפך", אומר אילני. מחקרי המשך הראו שהרשת החברתית משפיעה על המיקרוביום. חברים קרובים חולקים אותם חיידקים.

האם יש להם שיתופי פעולה כמו לזרזירים או לדבורים?
"לא באותה מידה, אבל אנחנו כן רואים לפעמים שאחד מהם עושה בייביסיטר בזמן שאחר הולך לאכול, ויש התנהגויות אזהרה והגנה משותפת. זה קורה ככל הנראה בלי שיש מנהיג לאירוע, בשונה מבני אדם".

אז מה בני אדם יכולים ללמוד מהחיות המתנהגות כמו מוח מבוזר?
פרופ' עופר פיינרמן: "ברמה הפרקטית, כמעט כל תוכנות הניווט שואלות מהמודלים האלה ומנהלות את המידע גם באופן ריכוזי אבל גם באופן מבוזר, כדי שמכוניות, למשל, יוכלו לקבל החלטות לפי סביבתן הקרובה באופן שממקסם את התועלת לכל המערכת. זאת על אף שהמכוניות בווייז הן גם בעלות אינטרסים אישיים.

"ברמה הפילוסופית יותר, בני אדם, בניגוד לנמלים, מאוד תלויים בתקשורת ביניהם בזמן אמת כדי לשתף פעולה. אלא שבשנים האחרונות, הטכנולוגיה כל הזמן משנה את האופן שבו אנחנו מתקשרים בינינו, ואז הדרך שבה אנחנו משתפים פעולה נוטה לקרוס. כיום יש לנו המון מה ללמוד מחיות הכוורת והקן, כי הן חיות כבר המון זמן בעולם של מידע מבוזר, שבו כל אחד הוא גם יוצר וגם מפיץ תוכן, ואילו אנחנו רק מתחילים ללמוד את זה".