あえてジグザグに進むアリの賢い行動を解明

大きな餌もみんなで運ぶ、集団行動のメカニズム

2015.07.31
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朝食シリアルに近づくヒゲナガアメイロアリ。小さなアリにとっては巨大な朝食だ。(Photograph by Asaf Gal and Ofer Feinerman)
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 重いものを運ぶとき、ヒゲナガアメイロアリは目的地へまっすぐ向かわず、ジグザグに進む。これは仲間のアリとギブアンドテイクをしながら協力し合っているためであることが、新しい研究でわかった。

 イスラエルにあるワイツマン科学研究所のエフード・フォニオ氏は4年前、飼い猫の餌が器から勝手に浮き上がるのを目にした。よく見ると、アリの部隊が大きな獲物を頭上に掲げ、巣へ運んで帰るところだった。

 動物の世界では個体が協力し合うのは稀だ。ヒゲナガアメイロアリ (Paratrechina longicornis)は無意味に複雑な経路をたどることから、英名でロングホーン・クレージー・アントと呼ばれる。 大きなものを巣へ運ぶ際にこのアリがなぜ、どうやってそうした進路を取るのかはこれまで謎だった。 (参考記事:「知られざるアリたちの驚異」

 7月28日付「Nature Communications」誌に発表された研究によると、ヒゲナガアメイロアリは互いに密に協力し合い、航空管制官のような働きをするアリもいることが明らかになった。

 研究者らは、ヒゲナガアメイロアリの集団がジグザグに進みながらさまざまな大きさの餌を運ぶ様子を100回近くにわたって撮影し、個々のアリの動きと集団としての動きの双方を追った。また、アリの経路に障害物を置き、集団のナビゲーション能力をテストした。


動画:一匹では運べない重さの餌などを、集団でうまく運ぶアリたち

 アリは個々では頭が悪いが集団になると知性を発揮するという「ロマンチックで誤ったイメージ」が一般にあると、今回の論文の著者の一人であるオフェル・ファイナーマン氏は語る。しかし同氏によると「アリは決して頭が悪くはない」そうだ。

 研究者らは、ヒゲナガアメイロアリの集団が、ものを運ぶ「運搬係」と状況を把握しナビゲーションする「指揮係」を交代で担っていることを発見した。 運搬係の仲間が経路を外れると、指揮係が仲間をつかまえ、脇にそれた集団をしっかりと経路に押し戻す。

「個々のアリが解決法を提示し、集団の力がそれを実現するのです」と同氏は説明する。

 個体の知識が集団により実現されるという考え方は、これまで鳥や魚の群れで観察された現象と一致しており、複雑なプロセスの一部を解明することにつながると、米ペンシルベニア州立大学の昆虫学者、デヴィッド・ヒューズ氏は述べる。同氏は今回の研究には参加していない。 (参考記事:「群れのセオリー」

通常は「みんなは一匹のために」動く

 研究者らは、荷物を背負ったヒゲナガアメイロアリが決して巣へ一直線に荷物を運ばないことを発見し、最初は驚いた。曲がりくねった経路をとれば、途中で攻撃を受けやすくなるからだ。

 コンピューターによるシミュレーションの結果、研究チームは、ヒゲナガアメイロアリがジグザグに進むのは、個々のアリの動きと集団としての動きのバランスを取った結果であることを突き止めた。

 集団の中で個々のアリがバラバラに動くと、まとまりがつかなくなる。複数の人間が一緒にソファーを運ぶときのことを考えると明らかだ。全員が先頭に立って引っ張ろうとすれば、主導権争いが起きてしまう。指揮係がいなければ、 障害物を避けたり、間違った方向に進んだときに軌道修正したりすることは不可能だ。

 アリは役割を流動的にすることで、道を外れず順調に経路をたどることができる。ファイナーマン氏によると、それぞれのアリが指揮係として動くのはわずか10〜15秒ほどの短い時間で、その後、指揮係は方向感覚を失って集団の一匹に戻り、今度は他のアリが指揮係となる。 (参考記事:「ハキリアリは農業を営む」

集団にはほどよいサイズがある

 もっとも重要なのは、集団が大きくなるにつれ、個々のアリの自立的な動きが小さくなることだ。

「適度な集団のサイズがあります」と、ロボットへの応用のために動物の集団行動を研究するペンシルベニア大学のヴィジェイ・クマル氏は説明する。

 ほんの数匹しかいない非常に小さい集団では、個々のアリはそれぞれ行きたい方向に向かって動き、 どこへも行き着かない。逆に集団が大きすぎると、障害物をうまく避けて動くことができない。「料理人が多すぎると、料理は上手にできません」クマル氏は述べる。

 アリは「人間よりも集団行動が上手」だとファイナーマン氏は言う。アリは大きな集団をうまく調整しているが、「100人の人間が一緒に何かを運ぼうとすれば、あまり遠くまでは運べないでしょう」と同氏は付け加えた。

文=Maya Wei-Haas/訳=キーツマン智香

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