נמלים מחשבות את דרכן לאחור

לך אל הנמלה עצל, ראה דרכיה וחכם, אומר הפתגם. ואכן חוקרים המתבוננים בנמלה רואים את דרכיה ומחכימים. אנו יודעים למשל שסוד ההצלחה של הנמלים טמון בשיתוף הפעולה הרב ביניהן, בין השאר באיסוף מזון. מחקר חדש חושף כי אנו יכולים להחכים גם מהתבוננות באופן שבו הנמלה הולכת אחורנית, כלומר ב"רוורס", כשראשה נמצא נגד כיוון התנועה שלה.

מדענים סברו עד כה שכדי לזהות את סביבתם ואת הדרך אל היעד, חרקים צריכים להתייצב עם הפנים לכיוון היעד. מצד שני, כשנמלים נדרשות לסחוב פריטי מזון כבדים אל הקן, הן אוחזות במזון בלסתותיהן והולכות לאחור. לכאורה הן אמורות להתקשות הרבה יותר במציאת דרכן חזרה.

הביולוג סבסטיאן שוורץ (Schwartz) ועמיתיו רצו להבין איך הנמלה מנווטת אל הקן בהליכה אחורה. אפשרות אחת היא שיטה שנקראת "תכלול הדרך" (Path integration): לפי ההסבר הזה הנמלה זוכרת את המרחק שהלכה, את מספר הצעדים ואת הפניות שעשתה בדרך, ועל סמך זה מחשבת את דרכה חזרה לקן. אפשרות אחרת היא שהנמלה מתמצאת בסביבתה על פי סימני דרך מוכרים, ומבינה איך אמורה להיראות הסביבה גם בהליכה בכיוון הנגדי. למשל אם בהליכה לכיוון היעד ראתה הנמלה קודם עץ ואז פרח, בהליכה חזרה היא תראה תחילה את הפרח ורק אז את העץ.

הנמלים שלמדו את הדרך בטוחות בה גם כשהן צועדות לאחור עם משאן. שיתוף פעולה בסחיבת מזון לקן | צילום: ka pong26, Shutterstock

ניווט למתקדמים

כשנמלים גוררות פריטי מזון בהליכה לאחור, הן נוהגות לעצור מדי פעם ולבחון את דרכן. לאחר מכן הן מפנות שוב את גבן אל היעד וממשיכות במסע אחורה. שוורץ ועמיתיו ביקשו לבחון אם הן מזהות את סימני הדרך גם במהלך ההליכה אחורה ומהו הגירוי שמדרבן אותן להציץ אחורנית. כדי לבחון זאת, בנו החוקרים זירה שבעברה האחד יש קן נמלים ובקצה האחר אזור האכלה עם פירורים של עוגיות חמאה טעימות.

החוקרים חילקו את הנמלים לשתי קבוצות: קבוצת האימון, שבה הנמלים למדו את הדרך בין הקן לאזור ההאכלה וחזרה והתוודעו לסימני הדרך בזירת הניסוי, וקבוצת ביקורת שלא עברה אימון. הם שחררו את הנמלים באזור ההאכלה ובחנו כיצד הן חוזרות לקן בהליכה לאחור כשהן סוחבות איתן פירור עוגייה.

התברר כי נמלים שלא הכירו את הדרך הציצו לראשונה בממוצע אחרי 3.3 מטרים מתחילת הליכתן, ואילו הנמלים המאומנות התקדמו שישה מטרים לפני שעצרו לבדוק את סביבתן. להכרת הדרך הייתה השפעה משמעותית על הניווט שלהן. בנוסף, הנמלים מקבוצת הביקורת עצרו להסתכל סביבן בתדירות גדולה פי שלושה מאלו שהכירו את הדרך, וחלקן אף נשברו ונטשו את פירור העוגייה.

החוקרים התחכמו אף יותר, ושינו בחלק מהניסויים את סימני הדרך המוכרים על ידי הוספת שקיות או ברזנט שחור לאורך הדרך. במקרים האלה ראו החוקרים כי הנמלים שלא עברו תרגול מוקדם עצרו יותר להציץ אחורה וגם העצירה הראשונה שלהן נעשתה מוקדם יותר וחלקן נטשו את פירור העוגייה בדרך. מכאן אפשר להסיק שהנמלים יודעות לזהות את סימני הדרך בסביבתן גם בהליכה לאחור.

מעניין כי בכל תנאי הניסוי, הנמלים הכפילו את מהירותן לאחר שהציצו אחורה. נראה כי ההתבוננות מגדילה לזמן מה את הביטחון שהנמלה חשה בכיוון תנועתה ועל כן מעזה ללכת מהר יותר. בעתיד ירצו החוקרים להבין איך הנמלים מנווטות בלי סימני דרך מוכרים שיעזרו להן, ולשם כך ירכיבו מסכות זעירות על עיניהן.

הבנת דרכי התנועה והניווט של הנמלים כיחידות וכקבוצה נועדה לא רק לספק את סקרנותנו על עולם החי, אלא גם לפיתוח אלגוריתמים וטכנולוגיות חדשות. למשל, קבוצות מחקר כגון אלה של ג'יי ליו (Liu), אכבר חסנזדה (Hassazadeh) ופטרישיה מלין (Melin), שבונות מודלים לתכנון תנועה רובוטית על בסיס דרכי הניווט של הנמלים. קבוצה נוספת בנתה רובוט בעל שש רגליים, עם מערכת ניווט בהשראת תנועת הנמלים, שבמקרים מסוימים הצליח לנווט חזרה לביתו בצורה מדויקת יותר ממערכת GPS אזרחית.

מעבר לכך, ידוע כי נמלים מפרישות במהלך תנועתן פרומונים – חומרים כימיים שמשפיעים על נמלים אחרות. גם להיבט הזה של ניווטן יש שימושים בתחומי המתמטיקה, מדעי המחשב והביוכימיה.