Пчёлы преподали урок оптимальной демократии

Что лучше для скорейшего выбора правильного решения? Единоличное командование или демократия? Достижение полного консенсуса или голосование, остановленное вовремя? Такими политическими вопросами задались биологи, понаблюдавшие за принятием решений у пчёл.


Интересную работу выполнил Томас Сили (Thomas Seeley) из Корнелла (Cornell University), изучивший, как именно рой диких медоносных пчёл выбирает себе место для нового улья, когда в старом становится тесно.

Оказалось, что пчёлы выработали для этого процедуру, которую мы бы назвали "оптимальная демократия". Почему "оптимальная"? Да потому, что она отличается от демократии идеальной упрощением, способным, вопреки ожиданию, повысить её эффективность. А что есть эффективность в данном случае? Это поиск наилучшего места для улья, но за возможно минимальный промежуток времени. Так сказать, отношение результат/затраты.


Сили и его коллеги наблюдали за роями численностью до 10 тысяч пчёл, живущих на острове Эпплдор (Appledore) в заливе Мэн. Пчёл помечали и снимали их путешествия на камеру. Так выяснились любопытные подробности.


Когда приходит время искать новое место жительства, несколько сот пчёл-разведчиков высылаются по всем направлениям в поисках, скажем так, подходящего дупла.

Внешний взгляд на рой увидит лишь хаос, однако здесь – господство демократии. Ограниченной (фото с сайта tribuneindia.com).

Они ищут отверстие, выходящее на юг, площадью не более 30 квадратных сантиметров, располагающееся не ниже 2-3 метров от земли и ведущее в полость объёмом не меньше 20 литров.


Надо пояснить, что в своих опытах Сили и его соавторы — Кирк Висшер (Kirk Visscher) из университета Калифорнии в Риверсайде (University of California, Riverside) и Кевин Пассино (Kevin Passino) из университета Огайо (Ohio State University) применяли искусственные "дупла", коробки с различными размерами, цепляемые на деревья, чтобы смоделировать разнообразие выбора.


Когда "правильное" дупло найдено, разведчик возвращается в улей и начинает танцем показывать направление и расстояние до находки.


Тут нужно сделать отступление про пчелиные танцы.


Эти танцы содержат покачивания из стороны в сторону, при одновременном движении по-прямой. Угол между вертикалью и этой прямой указывает на угол между направлением полёта к цели и направлением на Солнце, число покачиваний – расстояние до цели.


Один "проход" таких покачиваний разделён полётом по восьмёрке. Покачивания повторяются много раз.


Так пчёлы указывают друг другу место, где найдена пища и также, как теперь выяснилось, место, где найдено дупло для будущего дома.


Первые наблюдения за такими "говорящими" танцами были выполнены ещё в 1960-х, а недавно были поставлены опыты, доказавшие, что танцы и их понимание другими пчёлами – не случайность, а действительно кодирующая информацию система, хотя и не дающая исчерпывающие разведданные.

В одном из опытов с пчёлами британские исследователи из Rothamsted Research оснастили множество полосатых подопытных радиопередатчиками, чтобы детально отслеживать их перемещения (фото BBSRC/Rothamsted Research).

Эти опыты поставила в прошлом году Джанет Рили (Janet Riley) из британской компании Rothamsted Research.


Она применила наклеенные передатчики на пчёлах, наблюдавших за танцами разведчиков, чтобы узнать – каким путём "новички" найдут цель. Хотя успешно это удалось далеко не всем, и путь был далёк от кратчайшей прямой, Рили отмечает, что указания танца выводили пчёл достаточно близко к пище (5-6 метров), даже при наличии сноса от ветра (представьте, насекомые вводили на него поправки). После чего пчёлы переключались на другой способ поиска – по запаху и цвету.


А когда просмотревших танец разведчиков пчёл ловили и выпускали на некотором расстоянии от улья, они пролетали именно то расстояние до предполагаемой пищи, которое было указано в танце. Естественно – не находили ничего, именно потому, что точка старта у них была "сбита".


Но вернёмся к исследованию Сили. Итак, наши разведчики вернулись домой и начали рассказывать другим пчёлам, что и где они нашли. Хотя каждый из разведчиков будет "нахваливать" именно свою находку, продолжительность танца будет строго пропорциональна "качеству" будущего жилья, его соответствию некоему идеалу.


Наблюдая за разведчиками, другие пчёлы, тоже разведчики (а вовсе не весь улей), решают – куда лететь на "проверку". Часть летит в одно место, часть в другое, но, очевидно, большая часть "второй волны" улетает в сторону дупла, которое было расхвалено наиболее интенсивно.


Вернувшись, вторая волна также начинает "танцевать про вновь открытое дупло", пытаясь привлечь прочих пчёл именно к своему направлению. Так со временем образуются "коалиции", расхваливающие в одинаковом танце тот или иной возможный выбор.


Это голосование продолжается недолго. Не более 16 часов – что отлично для такого важного решения колонии. И оно вовсе не приводит к полному консенсусу и соглашению буквально всех пчёл о том, какой дом всё-таки лучше. Никто дальнейшие уточнения и сравнения не проводит.


Всё просто. Как только число разведчиков, ратующих за перемещение в место "Икс", достигает 10-20 штук, рой начинает прогревать свои полётные мускулы. Когда температура достигает нужной, все вылетают в новый дом.

Пчелы-разведчики настраивают их "силу покачивания", в зависимости от качества участка. Здесь разведчики нашли два потенциальных места для гнезда, один с большим (слева) дуплом и один с более желательным маленьким (справа). Каждая пчела возвращается к рою (зелёные стрелки) и выполняет танец (в центре). Но разведчик от "правильного" дерева выполняет больше циклов танца (красный символ), чем разведчик левого дерева (синий символ). Три часа спустя число пчёл, голосующих за "правильное" дерево, увеличилось шестикратно, тогда как поддержка левому дереву увеличилась только втрое. Ещё через три часа число разведчиков, высказывающихся за "правильное" дерево, фактически так выросло, что исключило левое дерево из соревнования (нижняя картинка) (иллюстрация Stephanie Freese с сайта americanscientist.org).

Таким образом, "дебаты" (просмотр танцев разных разведчиков) на основе децентрализации и конкуренции, которые не затягиваются слишком долго, — это и есть основа эффективнейшего механизма, позволяющего найти, если не самое лучшее из всех возможных, то близкое к идеалу место для нового дома, причём – за короткое время.


Таков вывод исследования, опубликованного в журнале American Scientist.


Любопытно было бы проследить аналогии между различными вариантами реализации демократии у людей и их реальной эффективностью, в плане нахождения правильного решения за разумный срок.


Но эту задачу оставим психологам, политологам и социологам. Полагаем лишь, что нам тут есть чему поучиться у пчёл.