נמלים, נוריונים, תודעה

"לֵךְ אֶל נְמָלָה", אמר שלמה המלך, "רְאֵה דְרָכֶיהָ וַחֲכָם". החכם מכל אדם היה בין הראשונים, אך ודאי לא האחרון, שנעזר בנמלה כדימוי להתנהגות אנושית. השימוש המֶטאפוֹרי בבעלי־חיים שונים כדי לאפיין תכונות אנושיות הוא כלי תיאורי נפוץ למדי, שמופיע בתרבויות רבות. בין כל בעלי־החיים הללו, בולטות במיוחד הנמלים: השימוש בהן כמודל שב ומופיע במהלך ההיסטוריה בתרבויות שונות ומרוחקות זו מזו גם בזמן וגם במרחב.

נוסף לתנ"ך, המופעים הידועים ביותר של הנמלים בתרבות המערבית הם אצל אַיזוֹפּוֹס, ומאוחר יותר אצל לָפוֹנְטֵן ואצל קְרילוֹב, אבל מתברר כי לנמלים יש תפקיד מֶטאפוֹרי גם במסורת האיסלאם, בתרבות הסינית, בתרבות האמריקאית הילידית, ומן הסתם בעוד רבות אחרות. בכולן נתפסות הנמלים כמופת של אחריות, דבקות במטרה, חריצות, יעילות, אירגון, ואפילו חוכמה.

למוניטין האלה של הנמלים יש בסיס ביולוגי והתנהגותי מוצק למדי. במישור הביולוגי, הנמלים הן ללא ספק סיפור הצלחה אבולוציוני. הן נמנות עם היצורים היבשתיים בעלי התפוצה הגיאוגרפית הרחבה ביותר, ולפי אומדנים שונים הן תופסות אחוז ניכר מכלל הבּיוֹמַסָה (הכמות הכוללת של חומר אורגני) שעל פני היבשה - יותר מכל החולייתנים (דו־חיים, זוחלים, יונקים ובעלי כנף) הלא־מבויתים גם יחד, ועד לפני כמה עשרות שנים - גם יותר ממין האדם. במישור ההתנהגותי, העובדה שהן חיות במסגרות קהילתיות מאורגנות ורבות־משתתפים מחייבת מוּרכּבוּת חברתית שמעוררת השתאות אצל כל מי שנחשף אליה.

ואולם, להבדיל מנקודת המבט הרומנטית, החקירה והמחשבה המדעית מגלות מציאות הרבה יותר מורכבת. בחינה מדוקדקת של הדרך שבה מושגת ההרמוניה הזאת מאתגרת את הדימוי המקובל של אירגון ויעילות מושלמים, או ליתר דיוק - את התפיסה הפשטנית של שני אלה.

אם נתבונן מקרוב בהתנהגותה של הנמלה הבודדת, נגלה כי במקרים רבים היא לא נעה לאורך זמן באופן רציף ובקו ישר אל המקום שאליו היא אמורה להגיע. מדי פעם היא עוצרת, סוטה מן השביל, משנָה כיווּן, ולעיתים קרובות נדמה שהיא משוטטת ללא שום יעד נראה לעין. ההתנהגות הזאת, שנראית אקראית וחסרת כל מטרה, לא מתיישבת עם הדימוי של הנמלה כיצור יעיל, שכן חלק ניכר מן הפעילות שלה נראה כמו בזבוז אנרגיה.

גם במבחן התוצאה הנמלה הבודדת לא נראית יעילה במיוחד. מסתבר שרק חלק קטן מן הנמלים ש"נענות לקריאה" לצאת להביא מזון ממקור מסוים אכן מגיעות בסופו של דבר אל המקור הזה. בניסויים שונים, במינים שונים של נמלים, התקבלו מספרים מפתיעים למדי: בחלק מן המקרים רק כ־20 אחוזים מן הנמלים המגויסות אכן הגיעו אל מקור המזון; כל השאר יצאו לדרך, אבל בשלב כלשהו איבדו את דרכן והמשיכו לשוטט ולחפש מזון באופן אקראי.

לכאורה, ההתנהגות הזאת, כמו גם מאפיינים נוספים של מושבת הנמלים שנחקרו בשנים האחרונות, עומדים בסתירה לא רק לדימוי היעיל של הנמלה, אלא גם לתפיסה הפשטנית של האבולוציה, המניחה כי התנהגויות שאינן מועילות באופן מיידי לא אמורות להתפתח ולשרוד. נראה שאצל הנמלה, לפחות מבחינת התוצאה המיידית, השקעת האנרגיה הרבה בפעילות "חסרת מטרה" לא רק שאינה משפרת את הסיכוי שלה לשרוד ולשרת את מטרות הקן כולו, אלא אף פוגעת בו. לצופה מן הצד זה נראה כאילו מתקיים אצל הנמלה מאבק מתמיד בין שני כוחות מנוגדים: האחד מכַוון אותה אל ה"מטרה", והשני - מבלבל אותה ומסיט אותה מן הדרך.

את הדינמיקה הזאת, שבה התנועה האקראית יוצאת מדי פעם משליטתו של המנגנון המכַוון, אפשר לדַמוֹת לרוכב המנסה להשתלט על סוס פראי - והסוס מנסה שוב ושוב להשתחרר משליטתו. דימוי כזה אומנם מתאר בנאמנות את התוצאה הסופית כפי שהיא נראית לעין, אבל השאלה היא אם הוא מתאר בנאמנות גם את התהליכים הפנימיים אצל הנמלה. הרוכב רוצה להשתלט על הסוס, אבל לא תמיד מצליח, כי הסוס הוא ישוּת נפרדת שיש לה רצון משלה; האם גם אצל הנמלה קיימת ישות נפרדת שכזו? אצל האדם אנחנו מכירים את האפשרות של קוֹנפליקטים פנימיים שבהם האדם נאבק עם עצמו - לא תמיד בהצלחה. אבל נדמה שלא סביר לייחס לנמלה מוּרכּבוּת וקוֹנפליקטים פנימיים "אנושיים" כאלה. האם ייתכן שהדבר אפשרי גם אצל הנמלה? עולה החשש כי דימוי הסוס והרוכב נובע מהאנשה מוגזמת - ייחוס מוּרכּבוּת אנושית לנמלה שלא אמורה להתלבט בשאלות קיומיות.

לדעתי, אכן יש כאן בעיה של האנשה, אבל היא מתבטאת במקום אחר. כשאנחנו מנסים להבין את הטבע, אנחנו משליכים עליו את דרך החשיבה האנושית, ומנסים להבין אותו בעזרת השוואה למערכות מעשה ידי אדם. את המכונות שלנו אנחנו משתדלים לבנות כך שיהיו כמה שיותר יעילות. לשם כך אנחנו שואפים שהן יהיו מוגנות ככל האפשר מהשפעות לא־מתוכננות, ושכל הכוחות הפועלים בהן יהיו עד כמה שאפשר מכוּונים ומסוּנכרנים להשגת המטרה שייעדנו להם. כל חלקי המכונה האידיאלית צריכים לעבוד בהרמוניה מושלמת, "כמו שעון שווייצרי", ולהפסיד כמה שפּחות אנרגיה על חיכוך ועל פעולות שנוגדות זו את זו.

אל מול אופן הפעולה של המכונה מעשה־ידי־אדם, השואף לשלמות ודיוק, עומדת ה"הרמוניה של הטבע", שהיא מורכבת הרבה יותר ופועלת באופן שונה לחלוטין. הדוגמה של הנמלה ודוגמאות רבות אחרות מצביעות על כך שהתחרות בין מגמות מנוגדות בתוך האורגניזם עצמו אינה תופעה חריגה או ייחודית לנמלה, אלא אחד המאפיינים הבולטים של דרך הפעולה של כל המערכות החיות, מאפיין שמופיע בכל רמות האירגון של החיים. ברמה הנמוכה ביותר אפשר לראות, למשל, שקיימים שני מנגנונים מנוגדים שאחד מהם אחראי לייצור חלבונים והשני לפירוקם; ברמה הגבוהה ביותר, האקולוגית, המאפיין הזה מתגלה באיזון שבין מינים שונים המתחרים על אותו בית גידול.

במקרה שלפנינו, סביר להניח כי העובדה שהנמלה חשופה להשפעות שגורמות לה לחרוג מדפוס הפעולה ה"אוֹפּטימלי" אינה טעות של הטבע, אלא מענה לצורך אחר, המנוגד לַצורך באוֹפּטימיזציה של הפעולה. נראה אפוא שבניגוד לתפיסות רומנטיות מסוימות, חלק ניכר מן התיפקודים ההרמוניים־לכאורה של האורגניזם אינם מבוססים על תיאום ושיתוף פעולה בין המערכות השונות, אלא בראש ובראשונה על שיווי־משקל בין מנגנונים שפועלים בכיווּנים שונים, ואפילו מנוגדים זה לזה.

גם אצל הנמלה אנחנו רואים שתי מגמות מנוגדות. האחת היא ההכוונה של פעולותיה על־ידי הקן, שמַתווה לה את מסלול ההליכה אל מקור המזון וממנו בחזרה אל הקן, והשנייה היא הדחף לשוטטות. עוצמת ההכוונה שמגיעה מן הקן אל הנמלה, בעיקר בעזרת סימני ריח, אינה אחידה. כשהמיתווה הראשוני נוצר, הוא חלש יחסית, ולכן, השפעות נוגדות יחסית חלשות, גם חיצוניות וגם פנימיות, מסוגלות לגבור עליו ולשלוח את הנמלה לשיטוט שנראה חסר־מטרה. אם מתברר כי מקור המזון הוא יציב ואמין, גם סימני הריח מתחזקים, והם גוברים על מרבית ההשפעות ה"משבשות", פנימיות וחיצוניות כאחד, כך שרוב הנמלים יגיעו אל מקור המזון כמעט מבלי לסטות מדרכן.

התיאור הזה של התנהגות הנמלה מפגיש אותנו עם שלושה מושגי מפתח המשמשים לתיאור ולהבנה של תהליכים בתחומים שונים, וביניהם גם דפוסי ההתנהגות של אורגניזמים רבים. הראשון הוא התנהגות של שיטוט או חיפוש אקראי (exploration) ללא מטרה מוגדרת - התנהגות שאצל הנמלה מתחזקת במצבים של חוסר־ודאות. השני הוא התנהגות שמטרתה ניצול מיטבי (exploitation) של המשאבים העומדים לרשות האורגניזם - התנהגות שאצל הנמלה מתבטאת בכך שהיא דבֵקה במסלול שהוכתב לה. השלישי הוא ייצוב (stabilization) של המערכת, המתבטא אצל הנמלה בהפחתה של פעילות השיטוט לטובת היכולת לניצול יעיל של המשאבים, פנימיים וחיצוניים, הזמינים לה.

בראייה פשטנית של עלוּת מול תוֹעלת, הצורך להתכַּוונן אל המטרה ולא לסטות מהדרך אליה הוא המובן מאליו - הוא אמור להביא לניצול יעיל יותר של האנרגיה ושל המיוּמנוּיוֹת של הנמלה הבודדת לטובת התיפקוד המיטבי של הקן כולו. מנקודת מבט כזו, הכוחות שפועלים נגד הצורך הזה נתפסים כ"רעש" המשבש את הפעילות התקינה של הנמלה ופוגע באיכות התיפקוד של הקן כולו. עם זאת, העובדה שעשרות מיליוני שנות אבולוציה לא הביאו את הנמלה לפתח חסינות גדולה יותר מפני ההשפעות המסיטות אותה מדרכה, מצביעה על כך שהופעת הרעש אינה מקרה או "תקלה" אבולוציונית.

בראייה רחבה יותר, גם לרעש הזה יש תפקיד, והוא חשוב לא פחות. גם הנמלה הבודדת וגם הקן כולו צריכים להתמודד עם סביבה שמשתנה ללא הרף. מכשולים חדשים עלולים להופיע בדרך אל המטרה, מקורות מזון חדשים עשויים להופיע, ומקורות ישנים להתכלות. הנמלה, וגם הקן כולו, צריכים להיות מוכנים לשינויים הללו, ולהקדיש חלק מן האנרגיה הזמינה להם לטובת חיפוש מסלולי תנועה ומקורות מזון חדשים. ככל הידוע, אין לנמלה, וגם לא לקן, אפשרות לשקול ולתכנן דרכים אלטרנטיביות, אלא בעיקר לחפש דרכים כאלה באופן אקראי. לכן הרעש - אוסף ההשפעות המסיטות את הנמלה ממסלולה ומובילות אל התנועה האקראית - הוא אמצעי חיוני בהתמודדות עם אתגרי הסביבה המשתנה.

כשאנחנו משתמשים במושג אקראיוּת, או במושג המנוגד לה, סיבּתיוּת - חשוב להבהיר מה עומד מאחורי המושגים. לשם כך נבחן את הדוגמה הבאה: אם אדם נוהג ברכב כשהוא שתוי ומתנגש ברכב אחר, מקובל להניח כי מה שגרם לתאונה הוא חוסר אחריות. לעומת זאת, אם אדם נוהג ברכב ונהג שתוי פוגע בו, נגדיר את המקרה כחוסר מזל. מאחר שמדובר בדיוק באותו האירוע, הרי שלפחות במקרה הזה, הבחירה אם להגדיר אותו כחוסר אחריות (סיבתיוּת) או כחוסר מזל (אקראיוּת) נובעת אך ורק מנקודת המבט של הצופה שמתאר את האירוע.

אחת ההנחות הבסיסיות של המחשבה המדעית היא שהעולם הוא דֶטֶרמיניסטי, כלומר לכל תופעה חייבת להיות סיבה קונקרטית, וכל צירוף סיבות מוגדר יביא בהכרח לתוצאה ספּציפית, ורק לה. הנחת היסוד הזאת לא משאירה מקום לאקראיוּת, ובכל זאת, גם מי שדוגל בדֶטֶרמיניזם מוחלט מוצא את עצמו לפעמים אומר שתופעה כלשהי התרחשה "במקרה". אפשר להסביר את הסתירה בכך שהכוונה המסתתרת מאחורי אמירה כזאת היא שבנסיבות מסוימות אנחנו לא יכולים או לא רוצים לדעת את הסיבות שגרמו לתופעה, או שלצורך הדיון הספּציפי לפחות חלק מן השרשרת הסיבתית נתפס כלא־רלוונטי. על הרקע הזה ניתן לקבוע שכאשר הנמלה סוטה מן הנתיב המתוכנן, הפעולה שנראית לעין כאקראית היא בעצם תגובה לגירויים קונקרטיים שמקורם בסביבה (הפנימית והחיצונית) שלה, והם אקראיים רק מנקודת המבט של מי שצופה בה.

אי־הוודאות הקְוַונטית גולשת לעולם המקרו

מקובל להניח כי עקרון אי־הוודאות בא לידי ביטוי בעיקר ברמת המיקרו, כלומר ברמת החלקיק הבודד, וכי השפעתו הולכת ודועכת ככל שמדובר במערכות גדולות יותר. על־פי הגישה הזאת, ברמת הביניים - זו שאנחנו חיים וחוֹוים אותה באופן ישיר - השפעתה של אי־הוודאות נדרסת על־ידי חוק המספרים הגדולים, ובפועל, העולם שאנחנו מכירים הוא דֶטֶרְמיניסטי לחלוטין. ייתכן כי במציאות, בחלק לא מבוטל של המקרים, התמונה היא קצת שונה.

מערכות מורכבות מאוד עשויות להתנהג באופן שנקרא כָאוֹטי. שלא כפי שעולה מן המושג המקורי כָאוֹס (במיתולוגיה היוונית - הרִיק שקדם ליצירת הקוסמוס, ה"תוהו־ובוהו" היווני), להתנהגות הכָאוֹטית יש כללים וחוקים משלה, שלא כאן המקום להזכיר את כולם, פרט לאחד, שהוא גם המוכר שביניהם - אפקט הפרפר. אפקט הפרפר, או בהגדרתו הפורמלית יותר, "תְלוּת רגישה בתנאים התחלתיים", מתאר את העובדה ששינוי מיזערי בתנאי ההתחלה (משק כנפי פרפר בארץ סין) יכול להוביל כעבור זמן לשינוי בקנה־מידה עצום (סופת הוריקן באמריקה). זוהי עדיין התנהגות דֶטֶרְמיניסטית, למרות שאין לנו אפשרות טכנית לחזות או לחשב אותה. אבל הגורם הראשוני, משק כנפי הפרפר, יכול עקרונית להיות אירוע קטן הרבה יותר, אפילו ברמה הקְוַונטית. כלומר, במערכת כָאוֹטית, אי־הוודאות הקְוַונטית עשויה לחלחל אל עולם המַקְרוֹ ובכך לערער את הדֶטֶרְמיניזם הטהור.

המנגנון של גירוי־תגובה הוא אחת התכונות הבסיסיות של האורגניזמים החיים, אבן היסוד של כל מערכת בקרה. מבחינה זו, אין הבדל של ממש בין הנמלה לבין כל חרק לא־חברתי אחר, או אפילו בינה לבין יצורים פשוטים בהרבה. אצל אורגניזמים מורכבים ומשוכללים יחסית, ובהם הנמלה, המנגנונים הללו עשויים לבוא לידי ביטוי ברמות אירגון שונות, ובכל אחת מהן הם יכולים לעצור, לעכב ולהשפיע על התיפקוד של רמת אירגון נמוכה יותר, או מקבילה. כשמדובר באורגניזם הבודד, כמו נמלה או אדם, קשה להפריד באופן ברור בין רמות האירגון הללו, אבל במקרה המיוחד שלפנינו ההפרדה היא ברורה: רמת האירגון הנחשבת לגבוהה ביותר אינה חלק מן הנמלה עצמה - האורגניזם הבודד - אלא הקן, או מושבת הנמלים כולה, שיש הרואים בה אורגניזם־על (super-organism). הפעילות של רמת האירגון הזאת מכוּונת אל מעֵבר לאופק המיידי של מנגנון הגירוי־תגובה של הנמלה הבודדת. ברמת הקן נקבעת המשימה, או המטרה: למשל, לעקוב אחרי שובל ריח מסוים עד אל מקור מזון, ולהביא את המזון אל הקן. את המשימה צריכה לבצע הנמלה הבודדת, ולשם כך, ועל מנת לאפשר את הפעילות המתואמת עם שאר הנמלים, היא צריכה לעכב (inhibit) או להשהות את התגובה שלה לגירויים אחרים שעלולים להסיט אותה ממשימתה. במושגים אנושיים אפשר לומר כי מנגנון הגירוי־תגובה, גם בגירסאות היותר מורכבות שלו, שייך לכאן ולעכשיו, ואילו רמת האירגון הגבוהה יותר מכוּונת למטרה שנמצאת בנקודה רחוקה יותר בזמן ו/או במרחב.

ניתן אומנם לומר שאצל הנמלה, רמת האירגון הגבוהה יותר, רמת הקן, "רואה" תמונה רחבה יותר, ובהתאם - מן הראוי שהנמלה תציית להוראותיה, אבל גם אמירה כזאת נובעת מראייה צרה של הצרכים והאילוצים המכתיבים את התנהגות הנמלה. בראייה רחבה עוד יותר, דווקא הסטיות האקראיות, הנובעות מדרגת חופש מסוימת שנשארה לרמת האירגון הנמוכה יותר, משרתות מטרה רחוקה יותר: הן אלה שמשאירות פתח להתמודדות עם שינוי בתנאים, ובכך הן מאפשרות להבטיח את קיום הקן ואת קיום המין כולו.

התמונה המצטיירת היא שבסופו של דבר, האבולוציה הארוכה של הנמלה פיתחה מנגנון בקרה שאחראי לאיזון בין שני כיווּני הפעולה המנוגדים. סיכויי ההישרדות של הקן ושל המין כולו תלויים בַּיכולת להגיע לאיזון מיטבי בין הצורך לנצל באופן יעיל את המשאבים ובין היכולת לשמור אופציות נוספות פתוחות למקרה שתנאי הסביבה ישתנו.

האיזון בין רמות הבקרה השונות שאנחנו מגלים אצל הנמלה מתבטא בדרכים שונות אצל כל אורגניזם, בהתאם לאתגרים הספּציפיים שהוא עומד בפניהם. במקרה של חרק חברתי מובהק כמו הנמלה, המַאזן נוטה לטובת רמת הבקרה הגבוהה יותר - רמת הקן. בדומה לחרק לא־חברתי, גם הנמלה הבודדת היא מערכת שיכולה לתפקד בצורה אוטונומית, להגיב לסביבתה ולקבל החלטות, אבל בחלק ניכר מן הזמן, הצורך לשרת את המטרות של הקן כולו גובר על ההתנהגות האוטונומית. רוב הזמן, הצורך בהמשכיות של הקן כולו גובר על הדחף לשוטטות, והפרט מתַפקד כחלק או כאיבר של מערכת גדולה יותר, שיש לה מטרות שהן מעֵבר לאופק הצר שלו. לעומת זאת, כאשר מקורות המזון המוכרים, שהניצול שלהם כבר מנוהל על־ידי הקן, אינם מספיקים, מתגבר הדחף לשוטטות על חשבון השליטה המרכזית של הקן.

המצב הזה, שבו הפרט מאבד חלק מן האוטונומיה שלו לטובת הכלל, אינו ייחודי ליצורים חברתיים כמו נמלים או בני־אדם. אפשר לראות תופעות מאוד דומות במיגוון גדול מאוד של הֶקשרים ביולוגיים, שמתפרסים על פני ספּקטרוּם רחב של קני־מידה. בכמה מהם עוד נדון בהרחבה בהמשך, אבל בינתיים אציין רק אחדים מהם. אצל אורגניזם חד־תאי, התא הוא אוטונומי לחלוטין, אבל כשתא דומה הוא חלק מאורגניזם רב־תאי, הוא מאבד חלק מדרגות החופש שלו לטובת האורגניזם השלם. הדבר נכון גם לרקמות ולאיברים שפעילותם מוּתנית ומכוּונת על־ידי האורגניזם השלם, ואפילו לאורגניזמים מורכבים שפעילותם תלויה או מותנית באורגניזמים אחרים, שאיתם הם חולקים את בית הגידול שלהם.

אחת הדוגמאות היותר מדוברות בשנים האחרונות היא התלות של בני־האדם באוכלוסיית החיידקים שבמערכת העיכול שלהם, אוכלוסייה שמשפיעה על טווח רחב של תיפקודים מֶטאבּוֹליים ואפילו על ההתנהגות. כל מערכות הקשרים הללו, גם אלה שנראות היֶירַרְכיוֹת וגם אלה שנראות שוויוֹניוֹת, נתונות לסוג כלשהו של רֶגוּלַציה הדדית השומרת על שיווי־המשקל בין החלקים השונים. וכל מערכת הקשרים הזאת מתוּוכת על־ידי מימשקים, מערכות תקשורת ומערכות בקרה, שכולם מרכיבים קריטיים לתיפקודים של כל היצורים הרב־תאיים המורכבים.

על כל אלה, ועל הקשר האבולוציוני ביניהם, בפרק הבא.