פרופ' עפר פיינרמן מהמחלקה לפיזיקה של מערכות מורכבות במכון ויצמן, משוכנע שלבני האדם יש מה ללמוד מנמלים. דווקא באחד הייצורים הקטנים, הצנועים האלה, חבויות, לדעתו, תשובות לשאלות שיעזרו לחברה האנושית להתקדם לעבר עתיד טוב יותר, בר-קיימא, והרבה פחות תחרותי.

"נמלים חיות בחברות ענק כבר מאות מיליוני שנים", הוא אומר, "בעוד שאנחנו בני האדם נקלענו לחברות הענק האלה ממש לא מזמן. קשה לנו לחיות בקבוצות ענק, לא עברנו אבולוציה לזה, ואנחנו די מחריבים את העולם שלנו. הנמלים, לעומת זאת, חיות כך כבר 150 מיליוני שנים, הן לא חוו הרבה מאד שינויים אבולוציוניים בתקופה הזאת. כשמוצאים נמלים מהתקופות האלה הן נראות לפחות חיצונית מאד דומה לנמלים של היום. זה אומר שהיה להן מספיק זמן לעשות אופטימיזציה לחיים בחברות ענק, והן לא החריבו את כדור הארץ. אז יש הרבה מה ללמוד מהן".

חוקר הנמלים, פרופ' עפר פיינרמן, וידיד. "אני לא אוהב תחרותיות, זה עושה לי רע, ולכן מצאתי את עצמי חוקר אורגניזם שהתחרותיות בו מינימלית. החיבור האישי חשוב לחוקר" (צילום: אלבום פרטי)

בהרצאותיו לקהל רחב, משווה פיינרמן בין מושבת נמלים כסופר-אורגניזם לבין בן אדם כאורגניזם מורכב. "ההקבלות די מרשימות", הוא אומר. "למשל, המלכה היא כמו איבר הרבייה של כל המושבה, הזכרים הם כמו הזרעונים. הנמלים במושבה לא רבות אחת עם השנייה, יש להן שיתוף אינטרסים".

אישור ההצטרפות מהווה הסכמה לתנאי השימוש באתר

ואצל בני האדם?
"גם כל התאים בגוף שלנו לא רבים אחד עם השני ויש להם אותו אינטרס. לכן זה הגיוני שבשני המקרים מוותרים על היכולת להעביר את הגנים לדור הבא. תא עור שלנו, למשל, לא הולך להעביר את הגנים שלו לדור הבא של האנושות, וככה הוא לא נלחם בתא לב. זה מוריד את המחלוקת".

ומה אתה מסיק מההשוואה הזו?
"לדעתי, זה מדגיש שבבניית מערכת ביולוגית, יש כל מיני עקרונות טובים, בלי קשר אם המערכת היא תאים כמו אצל בני אדם, או בעלי חיים שלמים, במקרה של הנמלים. מערכת חיה עומדת בפני אתגרים דומים בלי קשר לסקאלה שהיא עובדת בה, ולכן אפשר לראות הרבה פתרונות שמזכירים אחד את השני".

"התחרות בחברת נמלים מאוד קטנה"

נמלים הן בין החרקים הנפוצים בעולם. "הדרך למדוד צורת חיים מוצלחת מבחינת אקולוגית", מסביר פיינרמן, "זה לפי ביומסה. כשסופרים טרמיטים ונמלים ביחד, אז הביומסה שלהם מתקרבת לזו של בני אדם. כנראה שסגנון החיים שלהם מאוד מוצלח".

למעלה מעשור הוא חוקר את ההתנהגויות החברתיות של הנמלים, ויחד עם הדמיון לבני האדם, הוא מוצא גם הבדלים. "יש אצלן משהו מאוד שונה מבני אדם", הוא אומר, "נמלים בקן נטרלו את רוב הקונפליקטים שיכולים להיות בחברה שלהן. הן 'דאגו' לזה שלכולן יש אותו אינטרס משותף, ולכן התחרות בתוך החברות האלה מאוד קטנה. בחברה האנושית, לעומת זאת, יש כל מיני קבוצות, ולכל קבוצה יש כל מיני אינטרסים. הפוליטיקה היא הדרך שלנו כבני אדם לנסות לאזן את הכל.

נמלים מטיילות על ענף. "כנראה שסגנון החיים שלהן מאוד מוצלח" (צילום: Rommel1999/ויקימדיה)

"אני מעריך מאוד את השיתוף פעולה של הנמלים, את השקט שבו הם עושות הכל, סוג של צניעות, איך שהן נראות, שחורות, קטנות, חבויות מן העין".

בדרכן הצנועה, הנמלים בונות קנים, מקבלות החלטות, מתקשרות זו עם זו, אוגרות מזון, מתרבות ושורדות. פיינרמן חוקר את התחנות האלה.

בניית קן: חדרים, מדרגות, מיזוג אוויר

"בניית קן זה דבר מאוד מרשים שנמלים עושות. נמלים יכולות לבנות קנים עם מיזוג אוויר, מדרגות לולייניות וחדרים ייעודיים. אנחנו מבינים את זה באופן חלקי. השאלה היא איך אפשר לבנות מערכת מיזוג אוויר בקן עם נמלים שרק מגיבות לגירויים חיצוניים למיניהם. המחקר היום מתמקד בדיוק בשאלה איך מתגובה לגירויים אפשר לבנות מבנים, שמזכירים מבנים של קני נמלים".

מה מגרה את הנמלה?
"גירוי כזה יכול להיות למשל, אם נמלה רואה קצה של מסדרון, אז היא יודעת שהיא צריכה להעמיק אותו קצת, או אם היא רואה קצה של מסדרון בזווית מסוימת, היא תיצור ממנו פיצול. זה נקרא סטיגמרגיה (Stigmergy), זו בעצם סוג של תקשורת לא ישירה שבה אחת עושה שינוי בסביבה, ואחרת מגיעה ומגיבה לשינוי הזה.

"זה כמו שבן אדם הולך בשדה עם עשבים, מכופף חלק מהם ויוצר שביל. מי שיעבור שעה אחרי ייטה לעבור בשביל הזה, גם בלי לראות את מי שעבר שם קודם, או לקבל ממנו את המסר על כך באופן ישיר. ככה, במערכת שבה כל נמלה באה ומגיבה, אפשר ליצור די הרבה צורות ומבנים מרשימים".

שביל נמלים. "זה כמו שבן אדם הולך בשדה עם עשבים, מכופף חלק מהם ויוצר שביל. מי שיעבור שעה אחרי ייטה לעבור בשביל הזה" (צילום: מתוך ויקימדיה)

לאף נמלה אין דימוי שלם של איך הקן צריך להיראות?
"אין בשום מקום שרטוט של איך צריך להיראות הקן. לכל נמלה יש מלא חוקים קטנים, מתי לחפור, איפה לחפור, מתי להשאיר פרומון שיסמן לנמלים האחרות משהו, והן אפילו לא צריכות לתקשר אחת עם השנייה. אבל אני משער שזה לא מספיק. אפשר לראות שבאדמות שונות, קני הנמלים משתנים קצת. יכולות הרי להיות סביבות שונות – סלע, אדמה קשה יותר, חול – והחוק שעבד במקום אחד לא יעבוד במקום אחר. אני משער, והתחלנו ניסוי לבדוק את זה, שצריך איזשהו ידע בקרב הנמלים, האם מעבר לחוקים הנקודתיים, הן מתקרבות לתוצר הרצוי או לא. צריך לאסוף איזשהו מידע גלובלי – אם הטמפרטורה בקן עולה, צריך אולי להרחיב את תעלות מיזוג האוויר".

תקשורת: טוויטר תמידי

"לנמלה יש אינפורמציה שהיא אוספת בעצמה וזרם נוסף של אינפורמציה 'חברתית', שזו כל האינפורמציה שהיא מקבלת מפגישות עם נמלים אחרות. בכל פגישה בין שתי נמלים עוברת אינפורמציה".

אז נמלים חיות במעין טוויטר תמידי של להגיד מה ראיתי ולשמוע מאחרות מה הן ראו?
"בהחלט. מה שנמלה צריכה לעשות זה לקחת את האינפורמציה החברתית שהיא קיבלה, למשל: 'פגשתי קודם נמלה שאמרה לי שהיא מצאה אוכל, ופגשתי נמלה שמטפלת בזחלים, וראיתי זחל שלא מטפלים בו, וראיתי חדר שהתמוטט', ולהגיע להחלטה מה לעשות על סמך כל זה. מהרבה החלטות פרטניות כאלה נוצרת הרמוניה".

קבלת החלטות: אין בוס

"כשמסתכלים על נמלים קשה לדעת איך החלטות נלקחות, מי אמר למי מה. יכול להיות שהן אוספות את האינפורמציה רק אצל נמלה אחת ואנחנו בכלל לא יודעים את זה. אבל ההשערה הנפוצה, שאני מאמין בה והיא גם מתאימה לתצפיות שראינו עד כה, היא שהכול מאוד מבוזר. אין באמת נמלה חשובה יותר. אם יש היררכיות, הן מאוד קטנות וזמניות. זה שונה מאוד מבני אדם".

"אין באמת נמלה חשובה יותר. אם יש היררכיות, הן מאוד קטנות וזמניות" (צילום: Dawidi/ויקימדיה)

טוב, אצל בני אדם יש בוסים.
"אצלנו, הדרך היחידה לארגן הרבה מאוד אנשים היא משהו היררכי. כך שכל אחד צריך לתקשר עם מספר קטן של אנשים שהוא מכיר. ככה אנחנו מריצים את החברה האנושית. מבנה היררכי משתמש ביכולת הזאת של תקשורת עם מספר קטן של אנשים ועדיין להחזיק חברה גדולה.

"אצל הנמלים זה לא ככה, אין מבנה היררכי, ככל שאנחנו מבינים. כל החברה שלהן זה נמלים שהולכות ומחליטות לעצמן מה לעשות, ומהרבה מפגשים כאלה, שלרוב הם אנונימיים, הנמלה לא יודעת את מי היא פוגשת, ומהרבה החלטות פרטניות של כל נמלה, יוצא משהו קוהרנטי.

כל החברה שלהן זה נמלים שהולכות ומחליטות לעצמן מה לעשות, ומהרבה מפגשים כאלה… ומהרבה החלטות פרטניות של כל נמלה, יוצא משהו קוהרנטי"

"החברה האנושית הולכת יותר ויותר לכיוון הזה. הדברים נעשים יותר מבוזרים, למשל באינטרנט, בייצור חשמל (כמו אנרגיה סולרית בבית פרטיים). אנחנו צועדים לכיוונים יותר מבוזרים. אבל נראה שכרגע זה לא באמת בשליטה. השלטון הזה דרך האינטרנט מוביל, למשל, למה שראינו השבוע בארה"ב".

חילוקי דעות: לאן עוברים כשהקן נהרס

"העובדה שכל הפרטים במושבת נמלים, למעט המלכה, עקרים (הסבר בהמשך) גורמת לכך שהאינטרס המשותף של כולם זה לדאוג שהמלכה, באביב הבא, תוציא כמה שיותר מלכות לעתיד. האינטרס של כל המושבה מתנקז לשם. כמובן שיכולים להיות חילוקי דעות על איך להגיע לשם, אבל לפחות המטרה משותפת, בניגוד לחברות אדם, שהמטרות והערכים שונים.

"מבחינה ביולוגית, עצם זה שהחברות הן כולן עקרות מנקזת את הלחץ האבולוציוני, הלחץ להעמיד צאצאים, אל המלכה. זה הופך את הנמלים לדוגמה מאוד מרשימה בטבע של שיתוף פעולה".

במה נמלים נחלקות ביניהן?
"אנחנו חוקרים בעיקר חילוקי דעות בגלל הבדלים במידע. כלומר שתי נמלים רוצות להגיע לאותה נקודה, כל אחת מכירה דרך אחרת להגיע לשם; או נגיד קן הנמלים נהרס, ורוצים לעבור דירה, נמלה אחת חושבת שקן א' טוב יותר, ונמלה שנייה חושבת שקן ב' טוב יותר. זו החלטה יותר מסובכת גם כי קן אחד יכול להיות גדול יותר אבל פחות מוגן, אז קשה להשוות. פה נוצרים חילוקי דעות. אבל מה שמעניין במעבר לבית חדש, זה שיש רצון להגיע להחלטת קונצנזוס כדי למנוע פיצול של המושבה.

ברוב ההחלטות של הנמלים המלכה לא משתתפת בכלל, ולהפך – היא חייבת להיות כמה שיותר מוגנת מהסביבה החיצונית, עמוק בקרקע"

"אצלנו, כשאני רוצה לעבור דירה, אני הולך ורואה את כל האופציות ומגיע להחלטה. נמלים לעומת זאת שולחות סיירות לכל מקום, מחפשות מקום למושבה. ככה הן אוספות רסיסי אינפורמציה מכל נמלה, אבל בסוף הן צריכות לחזור לקן ולעשות אינטגרציה לכל האינפורמציה ולהגיע להחלטה משותפת".

זו לא החלטה של המלכה?
"המלכה מאוד חשובה. נגיד שחצי רצו מקום אחד וחצי מקום אחר, אז החצי שעם המלכה, זה החצי שישרוד. בהחלטה מהסוג הזה המלכה מאוד חשובה, אבל לא היא המחליטה, מראים לה לאן ללכת. הנמלים רוצות שהנמלה תהיה כמה שפחות זמן בחוץ.

"מעבר קן זה מקרה יוצא דופן כי המלכה חייבת לצאת מהקן ההרוס. ברוב ההחלטות של הנמלים המלכה לא משתתפת בכלל, ולהפך – היא חייבת להיות כמה שיותר מוגנת מהסביבה החיצונית, עמוק בקרקע, ולכן היא מאוד ממוסכת מהאינפורמציה הרלוונטית. המטרה של הנמלים היא להגן עליה, להאכיל אותה כמה שיותר טוב, כדי שהיא תטיל כמה שיותר ביצים, ולא להטריד אותה בהחלטות כאלה ואחרות. זה לא התפקיד שלה".

במושבה, המשקל של המלכה בקבלת ההחלטות די קטן. היא עסוקה ברבייה, היא יותר דומה לאיבר המין של המושבה מאשר למוח שלה"

מתי בכל זאת המלכה נדרשת לאיזו החלטה?
"הזמן היחיד שהמלכה מקבלת החלטות זה רק כשהיא מייסדת את הקן, והיא צריכה להחליט איפה היא חופרת, כמה ביצים היא מטילה, איך היא מאכילה את הזחלים שנולדו וכו', אבל בשלב הזה היא לבד, כמעט כמו כל חרק יחידאי. במושבה, המשקל שלה בקבלת ההחלטות די קטן. היא עסוקה ברבייה, היא יותר דומה לאיבר המין של המושבה מאשר למוח שלה".

איסוף ואגירת מזון: הקיבה החברתית

"גם הכלכלה של קן הנמלים היא לא כלכלה ריכוזית, אלא נובעת מהרבה אינטראקציות של כל נמלה ונמלה. שתי נמלים נפגשות והן מחליטות מי תעביר למי אוכל, וכמה. יש המון פגישות כאלה, בלי שאף אחד מחליט משהו מלמעלה.

נמלים מעבירות מזון צבוע בחומר פלורסנטי אחת לשניה כחלק ממחקר בנושא הקיבה החברתית של נמלים (צילום: אלבום פרטי)

"הקיבה החברתית – מעין תא לפני מערכת העיכול, שבו האוכל מאוחסן בלי להתעכל על ידי הנמלה, ובלי להתקלקל –  ידועה מזמן. כמו אצל ציפורים שמאכילות את הגוזלים. הצוות שלנו היה הראשון שהצליח לעשות הדמיה ולהראות כמה אוכל יש בכל של נמלה, ואיך הן מעבירות את המזון מאחת לשנייה.

סרטון מהמחקר של הצוות במכון וייצמן. המזון צבוע בפלורסנט מיוחד:

"המחקר שלנו פיתח את השיטה הראשונית להציץ, בעזרת הדמיה פלורסנטית, לתוך הבטן החברתית של כל נמלה, ועל ידי כך לעקוב אחרי כל החלפות המזון בין נמלה לנמלה. הקיבה החברתית קיימת בעיקר אצל נמלים שמשתפות באוכל נוזלי. נמלים שאוספות זרעים יכולות לאגור את כל הזרעים במחסן משותף. גם זו הסתגלות שנוצרה לחיי החברה של הנמלים".

רבייה: הכל נשאר במשפחה

"הנמלים אמנם עקרות, אבל יש להן מערכת רבייה. כולן במושבה נקבות, ובתנאים מסוימים, למשל כשהמלכה מתה, הנמלים יכולות לפתח את מערכת הרבייה שלהן, ובכל זאת להטיל ביצים, שיהיו ביצים לא מופרות, שמוציאות רק זכרים.

"כל עוד יש מלכה, מערכת הרבייה של שאר הנמלים, שהן בעצם הבנות שלה, מדוכאת. זה קורה כשהן מריחות פרומונים מסוימים שהיא מפרישה. יכול לקרות, למשל, שיש נמלה ספציפית שהמערכת הזאת לא עובדת אצלה טוב, נגיד בעיה בחוש הריח שלה, והיא הופכת למעין 'שקרנית כזאת', שרוכבת על ההצלחה של הקן ומטילה ביצים בצד".

מה עושים לה?
"לרוב, כשהדברים האלה קורים יש במושבה 'משטור'. הנמלים האחרות ייתקפו אותה עד שהיא תפסיק. זה יכול להגיע גם עד הריגה של נמלה כזאת. אבל התחרות הזאת די חלשה. מספיק 'משטור' עדין יחסית בשביל לשמור את זה בבקרה בלי לצאת משליטה".

מה יש לבני האדם ללמוד מזה? הרי החברה האנושית היא לא חברה של עקרים.
"נכון, אנחנו לא יכולים להפוך פתאום לחברה של עקרים, אז במובן הזה יותר קשה להעביר את ההתנהגות החברתית של הנמלים ישר לבני האדם. אבל החברה שלנו נהיית יותר ויותר מחוברת ומבוזרת, ואם רוצים ללמוד לבנות אלגוריתמים – למשל בתחומים כמו חישוב מבוזר, פיתוח של אלגוריתמים לניהול הרבה יחידות חישוב קטנות שפועלות במשותף, כמו ברשת חשמל של אנרגיה סולארית, הנמלים זה מקום טוב להסתכל בו, מקום שהאבולוציה עבדה על זה כבר כל כך הרבה שנים".

כושר סחיבה וניווט: נמלים יוצאות ממבוך

"יש לנו פרויקט גדול על סחיבה משותפת בנמלים. זה התחיל מפוסט-דוקטורנט במעבדה שעבר לדירה חדשה. כשהוא האכיל את החתולים שלו הוא ראה שהאוכל יוצא מהקערה לבד, שנמלים מתקבצות שם בקבוצות ולוקחות את האוכל. כך הוא גילה שהבית שלו יושב על קן נמלים.

נמלים מבצעות סחיבה משותפת של חפץ גדול במעבדה (צילום: אלבום פרטי)

"הוא שכנע אותי לחקור את הנושא. בהתחלה התנגדתי, כי לא חשבתי שיש מה לחקור שם. והעושר שגילינו מהתופעה הזאת מדהים. זה עכשיו הפרויקט הכי ותיק במעבדה, הוא נמשך כבר 8 שנים. גילינו המון דברים על יכולות הסחיבה המשותפות של הנמלים, ועל הגורמים שמאפשרים את זה ברמת התקשורת ביניהן".

נמלים מתגברות במשותף על מכשול:

מה הן עושות?
"אנחנו עדיין רחוקים מלהבין את זה עד הסוף, ומופתעים מהן כל פעם מחדש. לאחרונה למשל נתנו להם מבוכים שהם צריכים לפתור בצורה שיתופית. המבוכים היו כל כך מסובכים שאמרתי לעצמי שבני אדם לא יצליחו לפתור אותם.

"השנה שחזרנו בחצר האחורית של המכון את המבוכים שבנינו לנמלים, בגודל של בני אדם. בדיוק לפני הסגר עשינו סבב ראשון של המבוכים, והיה מאוד מרשים להשוות את היכולות של הנמלים ליכולות של בני האדם. מצחיק לראות בני אדם מנסים לפתור מבוך שהתרגלנו לראות את הנמלים פותרות. אבל הופתעתי גם מהנמלים וגם מבני האדם".

"אני מתחבר אליהן"

איך בכלל התחלת לחקור נמלים?
"הייתה לי דרך ארוכה. התחלתי בתור פיזיקאי, ואז החלטתי לעבור לביולוגיה, ובביולוגיה התחלתי להתעניין בקבוצות ואיך הן פועלות ביחד. בהתחלה זה היה קבוצות של תאים – נוירונים (תאי מוח), אחרי זה עברתי לחקור קבוצות של תאי דם לבנים, ואז החלטתי שהקבוצה שאני הכי רוצה לחקור זה נמלים, ואיך הם יוצרות את מושבת הנמלים.

"מבחינה אישית אני מתחבר אליהן, אני לא אוהב תחרותיות, זה עושה לי רע, ולכן מצאתי את עצמי חוקר אורגניזם שהתחרותיות בו מינימלית. החיבור האישי חשוב לחוקר".

פרופ' פיינרמן אוחז קן נמלים. "הכל בגודל מאוד אנושי, מול העיניים שלך" (צילום: אלבום פרטי)

מלבד זאת, פיינרמן אוהב שהשאלות המחקריות הן "מול העיניים", כדבריו. "התשובות אולי מסובכות, אבל השאלות נגישות. קל לראות אותן ולחשוב עליהן. מבחינה ניסויית זה מאד נוח. בשביל לחקור תאים צריך מיקרוסקופ, אינקובטורים ומלא חומרים; נמלה אפשר לראות בעין. (כדי לעקוב אחרי הנמלים מצמידים החוקרים לכל אחת מהן ברקוד). קן נמלים הוא בגודל של כמה מטרים, הכל בגודל מאוד אנושי, מול העיניים שלך".

נמלים בבית: הרבה יותר בריא מריסוס

פיינרמן מציע לחשוב מחדש את המפגש עם החרק הקטן בבית הפרטי של כל אחד ואחת. "נמלים הן חיה מאוד נקייה, הן חיות בקבוצות גדולות, אז הן מאוד הגייניות. כל עוד הן לא מגיעות ממש לאכול שנרצה לאכול, אז הרבה יותר בריא שיש נמלים בבית מאשר ריסוס בחומרי רעל. אני ממליץ לחיות כמה שיותר בשלום עם הנמלים. אפשר להסתכל עליהן. זה נוח ומאוד מעניין".

מה אתה עושה כשיש לך נמלים בבית?
"לרוב אני ובני המשפחה מנסים לקחת אותן הצידה בעדינות. אני שם אותן בקופסה ומניח מחוץ לחלון, או מחוץ לבית. אני מחפש את החור שדרכו הן נכנסו לבית וחוסם אותו. קשה לי מאוד להרוג נמלים. כשחוקרים התנהגות, לא משנה באיזו חיה וכמה היא קטנה, קל להיקשר ולהזדהות, ולחשוב מה אני הייתי עושה במקומן".