TED2014
Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet
Deborah Gordon: Quello che le formiche ci insegnano sul cervello, sul cancro e su internet
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L'ecologista Deborah Gordon studia le formiche ovunque ne trovi: nel deserto, nei paesi tropicali, in cucina. In questo affascinante intervento, spiega la sua ossessione per gli insetti che la maggior parte di noi sarebbe ben felice di schiacciare senza pensarci due volte. Sostiene che la vita delle formiche fornisce un modello utile per approfondire altri argomenti tra cui le malattie, la tecnologia e il cervello umano.
Deborah Gordon - Ecologist
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves. Full bio
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves. Full bio
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Studio le formiche
00:13
I study ants
0
1099
1619
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
2718
3297
nel deserto, nella foresta tropicale
00:18
and in my kitchen,
2
6015
1528
e nella mia cucina,
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
7543
4020
e nelle colline che circondano
la Silicon Valley, dove abito.
la Silicon Valley, dove abito.
00:23
I've recently realized that ants
4
11563
1676
Di recente, mi sono accorta
che le formiche
che le formiche
00:25
are using interactions differently
5
13239
2278
usano le interazioni diversamente
00:27
in different environments,
6
15517
1828
a seconda degli ambienti,
00:29
and that got me thinking
that we could learn from this
that we could learn from this
7
17345
2000
e questo mi ha fatto pensare che,
grazie a loro, possiamo
grazie a loro, possiamo
00:31
about other systems,
8
19345
1555
approfondire altri sistemi,
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
20900
5588
come il cervello e le reti di dati
che progettiamo,
che progettiamo,
00:38
and even cancer.
10
26488
2846
e persino il cancro.
00:41
So what all these systems have in common
11
29334
1752
Perciò, quello che tutti questi sistemi
hanno in comune
hanno in comune
00:43
is that there's no central control.
12
31086
2857
è che non c'è un controllo centrale.
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
33943
3820
Una colonia di formiche consiste
in formiche operaie femmine e sterili,
in formiche operaie femmine e sterili,
00:49
those are the ants you see walking around —
14
37763
2386
sono le formiche che vedete in giro,
00:52
and then one or more reproductive females
15
40149
2156
e poi ci sono una o più
formiche che si riproducono
formiche che si riproducono
00:54
who just lay the eggs.
16
42305
2103
e depongono le uova e basta.
00:56
They don't give any instructions.
17
44408
2009
Non danno alcun tipo di istruzioni.
00:58
Even though they're called queens,
18
46417
1984
Sebbene si chiamino regine,
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
48401
2165
non dicono a nessuno che cosa fare.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
50566
3276
Perciò, nella colonia di formiche,
non c'è un capo,
non c'è un capo,
01:05
and all systems like this without central control
21
53842
2778
e tutti i sistemi che funzionano
senza un controllo centrale
senza un controllo centrale
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
56620
3919
sono regolati
da interazioni molto semplici.
da interazioni molto semplici.
01:12
Ants interact using smell.
23
60549
2727
Le formiche interagiscono
attraverso l'olfatto.
attraverso l'olfatto.
01:15
They smell with their antennae,
24
63276
2187
Sentono gli odori
grazie alle loro antenne,
grazie alle loro antenne,
01:17
and they interact with their antennae,
25
65463
2761
e interagiscono con le loro antenne,
01:20
so when one ant touches another with its antennae,
26
68224
3009
così quando una formica
ne tocca un'altra con le antenne,
ne tocca un'altra con le antenne,
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
71233
1607
ciò può indicare, per esempio,
se l'altra formica
se l'altra formica
01:24
is a nestmate
28
72840
1634
è del suo stesso nido
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
74474
4236
e che ruolo ha l'altra formica.
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
78710
3200
Qui vedete molte formiche che si muovono
01:33
and interacting in a lab arena
31
81910
1933
e interagiscono in un' istallazione
di laboratorio
di laboratorio
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
83843
3438
collegato a con dei tubi ad altre due.
01:39
So when one ant meets another,
33
87281
2504
Quando una formica ne incontra un'altra,
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
89785
2089
non importa quale,
01:43
and they're actually not transmitting
35
91874
1885
in realtà non si trasmettono
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
93759
3465
alcun tipo di segnale
o messaggio complicato.
o messaggio complicato.
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
97224
2111
Tutto ciò che importa alla formica
è la frequenza
è la frequenza
01:51
at which it meets other ants.
38
99335
2821
con cui incontra altre formiche.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
102156
2757
Tutte queste interazioni,
se considerate insieme,
se considerate insieme,
01:56
produce a network.
40
104913
2505
vanno a formare una rete.
01:59
So this is the network of the ants
41
107418
2210
Perciò, questa è la rete delle formiche
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
109628
2644
che avete appena visto muoversi
nel laboratorio,
nel laboratorio,
02:04
and it's this constantly shifting network
43
112272
3287
ed è una rete in continuo cambiamento
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
115559
2520
che determina il comportamento
della colonia,
della colonia,
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
118079
2881
come quando tutte le formiche
si nascondono nel nido,
si nascondono nel nido,
02:12
or how many are going out to forage.
46
120960
2694
o quante di loro escono in cerca di cibo.
02:15
A brain actually works in the same way,
47
123654
1759
Il cervello funziona esattamente
allo stesso modo,
allo stesso modo,
02:17
but what's great about ants is
48
125413
1500
ma la cosa fantastica delle formiche
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
126913
4867
è che si può vedere tutta la rete
quando si forma.
quando si forma.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
131780
3100
Ci sono più di 12 mila specie di formiche,
02:26
in every conceivable environment,
51
134880
2125
in ogni ambiente immaginabile,
02:29
and they're using interactions differently
52
137005
2649
e usano le interazioni
in modo diverso
in modo diverso
02:31
to meet different environmental challenges.
53
139654
2768
per affrontare sfide ambientali diverse.
02:34
So one important environmental challenge
54
142422
2305
Un' importante sfida ambientale
02:36
that every system has to deal with
55
144727
1870
che ogni sistema deve affrontare
02:38
is operating costs, just what it takes
56
146597
2083
è costituita dai costi di operatività,
02:40
to run the system.
57
148680
2265
cioè quello che serve
per far funzionare il sistema.
per far funzionare il sistema.
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
150945
2548
E un'altra sfida ambientale
sono le risorse,
sono le risorse,
02:45
finding them and collecting them.
59
153493
2336
trovarle e raccoglierle.
02:47
In the desert, operating costs are high
60
155829
2783
Nel deserto, i costi di operatività
sono alti
sono alti
02:50
because water is scarce,
61
158612
1773
perché l'acqua è scarsa,
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
160385
2499
e le formiche che si nutrono di semi,
quelle che studio nel deserto,
quelle che studio nel deserto,
02:54
have to spend water to get water.
63
162884
2900
devono disperdere acqua per avere acqua.
02:57
So an ant outside foraging,
64
165784
2139
Quindi, una formica in cerca di cibo,
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
167923
2037
di semi essiccati al sole,
03:01
just loses water into the air.
66
169960
2007
disperde acqua nell'aria.
03:03
But the colony gets its water
67
171967
1664
Ma la colonia ottiene l'acqua
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
173631
1766
metabolizzando i grassi dei semi
03:07
that they eat.
69
175397
1934
che mangiano.
03:09
So in this environment, interactions are used
70
177331
3159
In quest'ambiente,
le interazioni vengono usate
le interazioni vengono usate
03:12
to activate foraging.
71
180490
1549
per attivare la ricerca di cibo.
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
182039
2264
Una foraggera che sta per uscire
non lo fa a meno che
non lo fa a meno che
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
184303
2573
non abbia interazioni sufficienti
con le foraggere che ritornano alla colonia,
con le foraggere che ritornano alla colonia,
03:18
and what you see are the returning foragers
74
186876
1990
e qui vedete le foraggere che ritornano
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
188866
1824
e vanno nella galleria del formicaio
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
190690
2636
e incontrano le foraggere
che stanno uscendo.
che stanno uscendo.
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
193326
1623
Questo è sensato
per la colonia di formiche
per la colonia di formiche
03:26
because the more food there is out there,
78
194949
2323
perché più cibo c'è nell'ambiente,
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
197272
1851
più velocemente lo trovano le foraggere,
03:31
the faster they come back,
80
199123
1236
più velocemente ritornano,
03:32
and the more foragers they send out.
81
200359
2801
e più formiche mandano fuori dal nido.
03:35
The system works to stay stopped,
82
203160
2507
Il sistema funziona per restare stabile,
03:37
unless something positive happens.
83
205667
2015
a meno che non succeda
qualcosa di positivo.
qualcosa di positivo.
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
207682
3881
Perciò, le interazioni funzionano
per attivare le foraggere.
per attivare le foraggere.
03:43
And we've been studying
the evolution of this system.
the evolution of this system.
85
211563
2907
E ho studiato l'evoluzione
di questo sistema.
di questo sistema.
03:46
First of all, there's variation.
86
214470
1091
Prima di tutto, ci sono varianti.
03:47
It turns out that colonies are different.
87
215561
2479
Risulta che le colonie sono diverse.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
218040
2696
Nelle giornate afose,
alcune colonie raccolgono meno cibo,
alcune colonie raccolgono meno cibo,
03:52
so colonies are different in how
89
220736
1505
perciò le colonie si differenziano
03:54
they manage this trade-off
90
222241
1354
per come gestiscono il compromesso
03:55
between spending water to search for seeds
91
223595
3168
tra la dispersione dell'acqua
per cercare i semi
per cercare i semi
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
226763
3320
e riottenere l'acqua sotto forma di semi.
04:02
And we're trying to understand why
93
230083
1719
E stiamo cercando di capire perché
04:03
some colonies forage less than others
94
231802
2140
alcune colonie vanno in cerca
di cibo meno di altre
di cibo meno di altre
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
233942
2325
paragonando le formiche
ai neuroni,
ai neuroni,
04:08
using models from neuroscience.
96
236267
2338
usando modelli neuroscientifici.
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
238605
2674
Proprio come un neurone
combina la stimolazione
combina la stimolazione
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
241279
2006
degli altri neuroni per decidere
se reagire o no,
se reagire o no,
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
243285
2885
una formica combina le stimolazioni
delle altre formiche
delle altre formiche
04:18
to decide whether to forage.
100
246170
2023
per decidere se andare in cerca
di cibo o no.
di cibo o no.
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
248193
1637
E stiamo cercando di scoprire
se ci possano essere
se ci possano essere
04:21
small differences among colonies
102
249830
1992
piccole differenze tra le colonie
04:23
in how many interactions each ant needs
103
251822
3314
sulla quantità di interazioni
necessarie a ogni formica
necessarie a ogni formica
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
255136
1926
prima che sia disposta ad andare
in cerca di provviste,
in cerca di provviste,
04:29
because a colony like that would forage less.
105
257062
3767
perché una colonia del genere
va meno in cerca di cibo.
va meno in cerca di cibo.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
260829
3139
E questo solleva una questione analoga
sul cervello.
sul cervello.
04:35
We talk about the brain,
107
263968
1412
Abbiamo parlato del cervello,
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
265380
2890
ma ovviamente ogni cervello
è leggermente diverso dagli altri,
è leggermente diverso dagli altri,
04:40
and maybe there are some individuals
109
268270
1379
e forse ci sono alcuni individui
04:41
or some conditions
110
269649
1319
o alcune condizioni
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
270968
3222
in cui le proprietà elettriche dei neuroni
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
274190
3870
sono tali da richiedere maggiori stimoli
per reagire,
per reagire,
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
278060
3726
e ciò porterebbe a differenze
nelle funzioni del cervello.
nelle funzioni del cervello.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
281786
2334
Dunque, per fare domande sull'evoluzione,
04:56
we need to know about reproductive success.
115
284120
2679
dobbiamo conoscere
il successo riproduttivo.
il successo riproduttivo.
04:58
This is a map of the study site
116
286799
2325
Ecco la mappa del sito di studio
05:01
where I have been tracking this population
117
289124
2553
dove ho osservato questa popolazione
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
291677
3293
di colonie di formiche mietitrici
per 28 anni,
per 28 anni,
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
294970
2262
ossia circa la durata vita di una colonia.
05:09
Each symbol is a colony,
120
297232
2099
Ogni simbolo rappresenta una colonia
05:11
and the size of the symbol is
how many offspring it had,
how many offspring it had,
121
299331
3266
e la grandezza del simbolo indica
il numero delle formiche figlie,
il numero delle formiche figlie,
05:14
because we were able to use genetic variation
122
302597
1913
perché possiamo usare
la variazione genetica
la variazione genetica
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
304510
2711
per combinare le colonie genitrici
con le colonie figlie,
con le colonie figlie,
05:19
that is, to figure out which colonies
124
307221
3297
ossia, capire quali colonie
05:22
were founded by a daughter queen
125
310518
1925
sono state fondate
dalla figlia di una regina
dalla figlia di una regina
05:24
produced by which parent colony.
126
312443
2068
generata da quale colonia.
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
314511
2002
Ed è stato straordinario per me,
dopo tutti questi anni,
dopo tutti questi anni,
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
316513
3128
scoprire che, per esempio,
quella colonia 154
quella colonia 154
05:31
whom I've known well for many years,
129
319641
2176
che conoscevo bene da molti anni,
05:33
is a great-grandmother.
130
321817
1819
era una bisnonna.
05:35
Here's her daughter colony,
131
323636
1740
Ecco la sua colonia figlia,
05:37
here's her granddaughter colony,
132
325376
2684
ecco la colonia di sua nipote,
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
328060
2392
e queste sono le colonie
della sua pronipote.
della sua pronipote.
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
330452
2025
E facendo questo, ho anche scoperto
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
332477
3283
che le colonie figlie assomigliano
a quelle genitrici
a quelle genitrici
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
335760
2217
quando decidono di non uscire
in cerca di cibo
in cerca di cibo
05:49
that they don't forage,
137
337977
1778
perché fa troppo caldo,
05:51
and the offspring of parent colonies
138
339755
1464
e le figlie delle colonie genitrici
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
341219
2906
vivono talmente lontane le une dalle altre
che le formiche non s'incontrano mai,
che le formiche non s'incontrano mai,
05:56
so the ants of the offspring colony
140
344125
2289
così le formiche della colonia figlia
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
346414
2244
non possono averlo imparato
dalla colonia genitrice.
dalla colonia genitrice.
06:00
And so our next step is to look
142
348658
1381
E pertanto la prossima cosa da fare
è cercare
è cercare
06:02
for the genetic variation
underlying this resemblance.
underlying this resemblance.
143
350039
5276
la variazione genetica che sottolinea
questa somiglianza.
questa somiglianza.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
355315
4125
E poi mi sono chiesta:
"Qual è la migliore?"
"Qual è la migliore?"
06:11
Over the time of the study,
145
359440
1460
Durante la mia ricerca,
06:12
and especially in the past 10 years,
146
360900
1465
e in particolare negli ultimi 10 anni,
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
362365
3308
c'è stata una siccità grave
e persistente
e persistente
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
365673
2127
nel sud-ovest degli Stati Uniti,
06:19
and it turns out that the
colonies that conserve water,
colonies that conserve water,
149
367800
3053
e risulta che le colonie
che conservano l'acqua,
che conservano l'acqua,
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
370853
4429
che restano nel nido quando
fuori fa molto caldo,
fuori fa molto caldo,
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
375282
2632
e così rinunciano a raccogliere
quanto più cibo possibile,
quanto più cibo possibile,
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
377914
2945
sono quelle che hanno
maggiori probabilità di riprodursi.
maggiori probabilità di riprodursi.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
380859
2269
Perciò, per tutto questo tempo,
pensavo che la colonia 154
pensavo che la colonia 154
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
383128
2670
fosse una perdente, perché
nelle giornate afose,
nelle giornate afose,
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
385798
1868
c'era solo una piccola fila di formiche
che usciva in cerca di provviste,
che usciva in cerca di provviste,
06:39
while the other colonies were out
156
387666
1591
mentre le altre colonie erano fuori
06:41
foraging, getting lots of food,
157
389257
2117
a cercare cibo, a raccogliere
molte provviste,
molte provviste,
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
391374
3020
ma, in effetti, la colonia 154
è una grande vincitrice.
è una grande vincitrice.
06:46
She's a matriarch.
159
394394
1332
È matriarca.
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
395726
3052
È una delle rare bisnonne sul posto.
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
398778
2785
A quanto ne so,
questa è la prima volta che
questa è la prima volta che
06:53
that we've been able to track
162
401563
1639
sono riuscita a seguire
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
403202
3001
la continua evoluzione
del comportamento collettivo
del comportamento collettivo
06:58
in a natural population of animals
164
406203
2117
nella popolazone naturale di animali
07:00
and find out what's actually working best.
165
408320
4657
e scoprire che cosa funziona meglio.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
412977
2421
Internet usa un algoritmo
07:07
to regulate the flow of data
167
415398
2853
per regolare il flusso dei dati.
07:10
that's very similar to the one
168
418251
2227
È molto simile a quello che
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
420478
2376
le formiche mietitrici usano per regolare
07:14
the flow of foragers.
170
422854
1541
il flusso delle formiche foraggere.
07:16
And guess what we call this analogy?
171
424395
3366
E indovinate come chiamiamo
questa analogia?
questa analogia?
07:19
The anternet is coming.
172
427761
1518
Sta arrivando l'anternet.
[ant = formica]
[ant = formica]
07:21
(Applause)
173
429279
1721
(Applausi)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
431000
3454
I dati non lasciano il computer remoto
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
434454
2861
a meno che non ricevano
un segnale indicante una larghezza
un segnale indicante una larghezza
07:29
for it to travel on.
176
437315
2729
di banda sufficiente su cui viaggiare.
07:32
In the early days of the Internet,
177
440044
1441
Agli inizi di internet,
07:33
when operating costs were really high
178
441485
2274
i costi operativi erano altissimi
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
443759
3227
ed era molto importante non perdere
alcun dato,
alcun dato,
07:38
then the system was set up for interactions
180
446986
2157
poi il sistema è stato programmato
per avere interazioni
per avere interazioni
07:41
to activate the flow of data.
181
449143
3062
che attivassero il flusso dei dati.
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
452205
2385
È interessante sapere
che le formiche usano un algoritmo
che le formiche usano un algoritmo
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
454590
3896
che è molto simile a quello
che abbiamo inventato noi poco tempo fa,
che abbiamo inventato noi poco tempo fa,
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
458486
2953
ma questo è solamente
uno dei tanti algoritmi delle formiche
uno dei tanti algoritmi delle formiche
07:53
that we know about,
185
461439
1419
di cui siamo al corrente,
07:54
and ants have had 130 million years
186
462858
3193
e le formiche hanno avuto
130 milioni di anni
130 milioni di anni
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
466051
2026
per svilupparne molti altri,
08:00
and I think it's very likely
188
468077
1506
e penso che sia molto probabile
08:01
that some of the other 12,000 species
189
469583
2557
che alcune delle altre 12 mila specie
08:04
are going to have interesting algorithms
190
472140
2697
svilupperanno algoritmi interessanti
08:06
for data networks
191
474837
1024
per le reti di dati
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
475861
2697
a cui noi non abbiamo ancora pensato.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
478558
3085
Perciò, che cosa succede
quando i costi operativi sono bassi?
quando i costi operativi sono bassi?
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
481643
1787
I costi operativi sono bassi ai tropici,
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
483430
2096
perché c'è molta umidità,
ed è facile che le formiche
ed è facile che le formiche
08:17
to be outside walking around.
196
485526
2824
escano dal nido.
08:20
But the ants are so abundant
197
488350
1653
Ma le formiche sono così tante
08:22
and diverse in the tropics
198
490003
1818
e svariate ai tropici
08:23
that there's a lot of competition.
199
491821
2598
che c'è molta competizione.
08:26
Whatever resource one species is using,
200
494419
1952
Qualsiasi risorsa stia usando una specie,
08:28
another species is likely to be using that
201
496371
3172
è probabile che anche altre specie
la stiano usando
la stiano usando
08:31
at the same time.
202
499543
2379
nello stesso momento.
08:33
So in this environment, interactions are used
203
501922
2608
Quindi, in questo ambiente
le interazioni sono usate
le interazioni sono usate
08:36
in the opposite way.
204
504530
1945
in modo opposto.
08:38
The system keeps going
205
506475
1395
Il sistema continua a funzionare
08:39
unless something negative happens,
206
507870
1554
a meno che non succeda
qualcosa di negativo,
qualcosa di negativo,
08:41
and one species that I study makes circuits
207
509424
2167
e una specie che studio crea circuiti
08:43
in the trees of foraging ants
208
511591
2159
negli alberi delle formiche foraggere
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
513750
2981
che vanno avanti e indietro
dal nido al cibo,
dal nido al cibo,
08:48
just round and round,
210
516731
1329
in continuazione,
08:50
unless something negative happens,
211
518060
1442
a meno che non accada
qualcosa di negativo
qualcosa di negativo
08:51
like an interaction
212
519502
1609
come un'interazione
08:53
with ants of another species.
213
521111
2739
con formiche di un'altra specie.
08:55
So here's an example of ant security.
214
523850
2937
Ecco un esempio di sicurezza
delle formiche.
delle formiche.
08:58
In the middle, there's an ant
215
526787
1858
Al centro, c'è una formica
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
528645
2463
che chiude l'entrata del nido con la testa
09:03
in response to interactions with another species.
217
531108
2993
in risposta alle interazioni
con un'altra specie.
con un'altra specie.
09:06
Those are the little ones running around
218
534101
1659
Sono quelle piccole che corrono in giro
09:07
with their abdomens up in the air.
219
535760
2751
con la pancia in su.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
538511
2046
Ma non appena la minaccia svanisce,
09:12
the entrance is open again,
221
540557
2755
l'entrata viene riaperta,
09:15
and maybe there are situations
222
543312
1790
e forse ci sono casi
09:17
in computer security
223
545102
1089
di sicurezza informatica
09:18
where operating costs are low enough
224
546191
2206
dove i costi operativi
sono abbastanza bassi
sono abbastanza bassi
09:20
that we could just block access temporarily
225
548397
3375
da poter bloccare l'accesso
momentaneamente
momentaneamente
09:23
in response to an immediate threat,
226
551772
2193
in risposta a una minaccia immediata,
09:25
and then open it again,
227
553965
2026
e poi riaprirlo,
09:27
instead of trying to build
228
555991
1269
invece di cercare di costruire
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
557260
3980
un firewall o una protezione permanenti.
09:33
So another environmental challenge
230
561240
1940
Quindi, un'altra sfida ambientale
09:35
that all systems have to deal with
231
563180
1695
che tutti i sistemi devono affrontare
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
564875
5452
sono le risorse, trovarle e raccoglierle.
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
570327
1673
E per fare questo, le formiche
risolvono il problema
risolvono il problema
09:44
of collective search,
234
572000
1258
della ricerca collettiva,
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
573258
1576
e questo è un problema
di grande interesse
di grande interesse
09:46
right now in robotics,
236
574834
1484
ora nella robotica,
09:48
because we've understood that,
237
576318
1732
perché abbiamo capito che,
09:50
rather than sending a single,
238
578050
1614
piuttosto che mandare un solo
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
579664
3495
robot sofisticato e costoso
09:55
to explore another planet
240
583159
1417
a esplorare un altro pianeta
09:56
or to search a burning building,
241
584576
2567
o a perlustrare un edificio in fiamme,
09:59
that instead, it may be more effective
242
587143
2600
può essere più efficace
10:01
to get a group of cheaper robots
243
589743
4377
avere un insieme di robot
più economici
più economici
10:06
exchanging only minimal information,
244
594120
2545
per scambiare solo
le informazioni indispensabili,
le informazioni indispensabili,
10:08
and that's the way that ants do it.
245
596665
2799
ed è quello che fanno le formiche.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
599464
1765
Allora, la formica invasiva argentina
10:13
makes expandable search networks.
247
601229
2330
crea reti di ricerca estese,
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
603559
2273
sono brave a gestire
il problema principale
il problema principale
10:17
of collective search,
249
605832
1331
della ricerca collettiva,
10:19
which is the trade-off between
250
607163
2566
ossia il compromesso tra
10:21
searching very thoroughly
251
609729
1336
la ricerca accurata
10:23
and covering a lot of ground.
252
611065
1997
e l'occupazione di tanto terreno.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
Ecco ciò che fanno:
10:25
when there are many ants in a small space,
254
613957
2387
quando ci sono molte formiche
in poco spazio,
in poco spazio,
10:28
then each one can search very thoroughly
255
616344
2213
ognuna di loro può cercare
in modo molto accurato
in modo molto accurato
10:30
because there will be another ant nearby
256
618557
1624
perché nelle vicinanze
ci sarà un'altra formica
ci sarà un'altra formica
10:32
searching over there,
257
620181
1357
che cerca in quel posto,
10:33
but when there are a few ants
258
621538
1647
ma quando ci sono poche formiche
10:35
in a large space,
259
623185
2055
in uno spazio più ampio,
10:37
then they need to stretch out their paths
260
625240
2414
devono allungare i percorsi
10:39
to cover more ground.
261
627654
1803
per sondare più terreno.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
629457
2954
Penso che usino le interazioni
per valutare la densità,
per valutare la densità,
10:44
so when they're really crowded,
263
632411
1229
perciò quando ce ne sono tante,
10:45
they meet more often,
264
633640
1102
s'incontrano più spesso,
10:46
and they search more thoroughly.
265
634742
2465
e cercano in modo più accurato.
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
637207
3400
Specie di formiche diverse
devono usare algoritmi diversi
devono usare algoritmi diversi
10:52
because they've evolved to deal with
267
640607
2522
perché si sono evolute per gestire
10:55
different resources,
268
643129
1671
risorse diverse,
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
644800
2559
e potrebbe essere utile saperlo,
10:59
and so we recently asked ants
270
647359
1642
e così di recente
abbiamo chiesto alle formiche
abbiamo chiesto alle formiche
11:01
to solve the collective search problem
271
649001
2450
di risolvere il problema
della ricerca collettiva
della ricerca collettiva
11:03
in the extreme environment
272
651451
1368
nell'ambiente estremo
11:04
of microgravity
273
652819
1558
della microgravità
11:06
in the International Space Station.
274
654377
1976
nella Stazione Spaziale Internazionale.
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
656353
1545
Quando ho visto questa foto
per la prima volta ho pensato:
per la prima volta ho pensato:
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
657898
2857
"Oh no, hanno coperto l'habitat
in verticale,
in verticale,
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
660755
2618
ma poi mi sono resa conto che,
ovviamente, non è importante.
ovviamente, non è importante.
11:15
So the idea here is that the ants
278
663373
2637
L'idea è che le formiche
11:18
are working so hard to hang on
279
666010
1970
lavorano così duramente
per stare attaccate
per stare attaccate
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
667980
3057
al muro o al pavimento
o come altro preferite chiamarlo
o come altro preferite chiamarlo
11:23
that they're less likely to interact,
281
671037
3009
che è meno probabile che interagiscano,
11:26
and so the relationship between
282
674046
1244
e in questo modo il rapporto tra
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
675290
2120
quanto sono numerose
e quante volte s'incontrano
e quante volte s'incontrano
11:29
would be messed up.
284
677410
1725
risulterebbe sbilanciato.
11:31
We're still analyzing the data.
285
679135
1395
Stiamo ancora analizzando i dati.
11:32
I don't have the results yet.
286
680530
1964
Non ho ancora i risultati.
11:34
But it would be interesting to know
287
682494
1694
Ma sarebbe interessante sapere
11:36
how other species solve this problem
288
684188
2459
come le altre specie risolvono
questo problema
questo problema
11:38
in different environments on Earth,
289
686647
2564
in ambienti diversi della Terra,
11:41
and so we're setting up a program
290
689211
1266
e perciò stiamo mettendo a punto
un programma
un programma
11:42
to encourage kids around the world
291
690477
2160
per incoraggiare i bambini
di tutto il mondo
di tutto il mondo
11:44
to try this experiment with different species.
292
692637
2536
a provare questo esperimento
con specie diverse.
con specie diverse.
11:47
It's very simple.
293
695173
1767
È molto semplice.
11:48
It can be done with cheap materials.
294
696940
2090
Si può fare con materiali
che costano poco.
che costano poco.
11:51
And that way, we could make a global map
295
699030
2833
E in questo modo, potremmo tracciare
una mappa globale
una mappa globale
11:53
of ant collective search algorithms.
296
701863
3347
degli algoritmi di ricerca collettiva.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
705210
2483
E penso sia piuttosto probabile
che le specie invasive,
che le specie invasive,
11:59
the ones that come into our buildings,
298
707693
2149
quelle che troviamo nelle nostre case,
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
saranno molto brave a farlo
12:03
because they're in your kitchen
300
711584
1848
perché sono nella vostra cucina
12:05
because they're really good
at finding food and water.
at finding food and water.
301
713432
3907
perché sono bravissime
a trovare cibo e acqua.
a trovare cibo e acqua.
12:09
So the most familiar resource for ants
302
717339
3265
La risorsa per le formiche
che conosciamo meglio
che conosciamo meglio
12:12
is a picnic,
303
720604
1315
sono i pic-nic,
12:13
and this is a clustered resource.
304
721919
2145
e si tratta di una risorsa a grappolo.
12:16
When there's one piece of fruit,
305
724064
999
Quando c'è un pezzo di frutta,
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
725063
2515
probabilmente ce ne sarà
un altro lì vicino,
un altro lì vicino,
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
727578
3432
e le formiche che si specializzano
sulle risorse a grappolo
sulle risorse a grappolo
12:23
use interactions for recruitment.
308
731010
1942
usano le interazioni
per il reclutamento.
per il reclutamento.
12:24
So when one ant meets another,
309
732952
1277
Quindi quando una formica
ne incontra un'altra,
ne incontra un'altra,
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
734229
1625
o quando incontra
una sostanza chimica lasciata
una sostanza chimica lasciata
12:27
on the ground by another,
311
735854
1736
per terra da un'altra,
12:29
then it changes direction to follow
312
737590
1833
allora cambia la direzione da seguire
12:31
in the direction of the interaction,
313
739423
1573
nella direzione dell'interazione,
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
740996
1977
ed è così che si formano
le file di formiche
le file di formiche
12:34
sharing your picnic.
315
742973
1413
che si spartiscono il vostro pic-nic.
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
744386
1695
Ed è a questo proposito che,
secondo me,
secondo me,
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
746081
3741
potremmo imparare qualcosa
sul cancro dalle formiche.
sul cancro dalle formiche.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
749822
1981
Voglio dire, primo : è ovvio
che possiamo fare molto
che possiamo fare molto
12:43
to prevent cancer
319
751803
1610
per prevenire il cancro
12:45
by not allowing people to spread around
320
753413
2577
impedendo alle persone di diffondere
12:47
or sell the toxins that promote
321
755990
1944
o vendere le tossine
che favoriscono
che favoriscono
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
757934
2780
lo sviluppo del cancro
nel nostro organismo,
nel nostro organismo,
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
760714
2346
ma non credo che le formiche
possano aiutarci molto in questo
possano aiutarci molto in questo
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
763060
3358
perché le formiche non avvelenano mai
le proprie colonie.
le proprie colonie.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
766418
1332
Ma potremmo essere in grado
di imparare qualcosa dalle formiche
di imparare qualcosa dalle formiche
12:59
about treating cancer.
326
767750
1763
su come curare il cancro.
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
769513
2225
Ci sono molti tipi di cancro diversi.
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
771738
2978
Ognuno ha origine in una parte
particolare dell'organismo,
particolare dell'organismo,
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
774716
2966
e alcuni tipi di cancro si diffondono
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
777682
2830
o metastatizzano in tessuti particolari
13:12
where they must be getting
resources that they need.
resources that they need.
331
780512
2880
dove prendono le risorse
di cui hanno bisogno.
di cui hanno bisogno.
13:15
So if you think from the perspective
332
783392
1808
Se la vedete dal punto di vista
13:17
of early metastatic cancer cells
333
785200
1950
delle cellule cancerose al primo stadio
13:19
as they're out searching around
334
787150
1623
quando vanno a cercare
13:20
for the resources that they need,
335
788773
2317
le risorse di cui hanno bisogno,
13:23
if those resources are clustered,
336
791090
1983
se quelle risorse sono a grappolo,
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
793073
3013
probabilmente useranno le interazioni
per il reclutamento,
per il reclutamento,
13:28
and if we can figure out how
cancer cells are recruiting,
cancer cells are recruiting,
338
796086
3093
e se possiamo capire come reclutano
le cellule cancerose,
le cellule cancerose,
13:31
then maybe we could set traps
339
799179
2347
allora forse possiamo mettere
delle trappole
delle trappole
13:33
to catch them before they become established.
340
801526
4049
per catturarle prima che si radichino.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
805575
3235
Quindi le formiche usano
le interazioni in modo diversi
le interazioni in modo diversi
13:40
in a huge variety of environments,
342
808810
2602
in una grande varietà di ambienti,
13:43
and we could learn from this
343
811412
1821
e potremmo imparare tanto
13:45
about other systems that operate
344
813233
1777
su altri sistemi che funzionano
13:47
without central control.
345
815010
2337
senza un controllo centrale.
13:49
Using only simple interactions,
346
817347
1979
Usando solo semplici interazioni,
13:51
ant colonies have been performing
347
819326
1795
le colonie di formiche imbandiscono
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
821121
3633
ricchi banchetti
da più di 130 milioni di anni
da più di 130 milioni di anni
13:56
We have a lot to learn from them.
349
824754
2140
Abbiamo molto da imparare da loro.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
Grazie.
14:01
(Applause)
351
829632
2733
(Applausi)
ABOUT THE SPEAKER
Deborah Gordon - EcologistBy studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves.
Why you should listen
Ecologist Deborah M. Gordon has learned that ant colonies can work without central control by using simple interactions like how often the insects touch antennae. Contrary to the notion that colonies are organized by efficient ants, she has instead discovered that evolution has produced “noisy” systems that tolerate accident and respond flexibly to the environment. When conditions are tough, natural selection favors colonies that conserve resources.
Her studies of ant colonies have led her and her Stanford colleagues to the discovery of the “Anternet,” which regulates foraging in ants in the same way the internet regulates data traffic. But as she said to Wired in 2013, "Insect behavior mimicking human networks ... is actually not what’s most interesting about ant networks. What’s far more interesting are the parallels in the other direction: What have the ants worked out that we humans haven’t thought of yet?" Her latest exploration: How do ants behave in space?
Deborah Gordon | Speaker | TED.com