脳と同じように、アリのコロニーは中央の制御なしに機能する。どちらも、ニューロンまたはアリという相互作用する個体の集合であり、単純な化学的相互作用を通じて、全体として行動を生み出す。人は脳を使って記憶する。アリのコロニーにもそれができるのだろうか。この問いは別の問いへとつながる。記憶とは何だろうか。
人にとって、記憶とは過去に起きたことを思い出す能力だ。コンピューターにも過去の動作を再現させる。コンピューターを脳、脳をコンピューターとみなす考えが混ざり合った結果、「記憶」はハードディスクに保存された情報のようなものを意味するようになった。私たちは、記憶が、つながり合ったニューロン同士が互いを刺激する度合いの変化に依存していること、睡眠中に何らかの形で強化されること、そして短期記憶と長期記憶では異なるニューロン回路が関わることを知っている。しかし、こうした神経活動がどのように組み合わさるのか、過去に起きたことを語る際に使う表象が保存されているのか、あるいは読書や自転車に乗ることのように、一度学んだ作業をどうすれば続けて行えるのかについては、まだ分からないことが多い。
過去の出来事による変化という、最も単純な形の記憶は、あらゆる生物に見られる。枝を失った木を見てみよう。木は傷口を囲むように成長し、樹皮の模様や樹形に痕跡を残すことで、その出来事を記憶している。最後にインフルエンザにかかったときのことを説明できるかもしれないし、できないかもしれない。いずれにせよ、ある意味で体は「覚えている」。細胞の一部に、そのウイルスに適合する別の抗体、つまり分子受容体ができているからだ。
過去の出来事は、個々のアリとアリのコロニーの両方の行動を変えることがある。砂糖を与えられた個々のクマアリは、数分間その場所を覚えており、食べ物があった場所に戻る傾向があった。別の種であるサハラギアリは、不毛な砂漠を曲がりくねって歩き、食べ物を探す。この種のアリは、最後に巣にいたときからどれほど歩いたか、あるいは何歩進んだかを覚えているようだ。
アカヤマアリのコロニーは、同じ木々へ続く道の体系を年ごとに記憶しているが、個々のアリはそうではない。ヨーロッパの森林では、高い木に登り、木を食べるアブラムシの分泌物を餌にする。巣は松葉でできた巨大な塚で、何十年も同じ場所にあり、何世代ものコロニーがそこを利用する。個々のアリは日ごとに、同じ道を通って同じ木へ向かう傾向がある。長い冬の間、アリたちは雪の下で身を寄せ合う。フィンランドのアリ研究者ライナー・ローゼングレンは、アリが春に姿を現すと、年長のアリが若いアリを連れ、年長のアリがいつも通る道を進むことを示した。年長のアリが死ぬと、若いアリはその道を自分の道として受け継ぐ。こうしてコロニーは、前年の道を記憶し、あるいは再現する。
種子を集める収穫アリのコロニーが採餌するには、個々のアリの記憶が必要だ。アリたちは散らばった種子を探し、フェロモン信号は使わない。アリが種子を見つけても、近くにほかの種子がある可能性は低いため、仲間を呼び集める意味はない。採餌するアリは、巣から最長20メートルまで伸びる道を進む。各アリは道を離れ、単独で餌を探す。種子を見つけるまで探し、見つけると道に戻る。巣に戻る際には、太陽光の角度を目印にすることもある。餌を探しに出ていくアリの流れに沿って巣に帰るのだ。巣に戻ると、採餌アリは種子を置き、餌を持って帰るほかの採餌アリと出会う頻度に応じて、巣を出るよう促される。次の探索でも、ほぼ同じ場所で道を離れる。
毎朝、コロニーの採餌範囲の形は、伸び縮みするアメーバのように変化する。個々のアリは、この範囲の中でコロニーが現在どの位置にあるかを覚えていない。採餌アリは初めて出かけるとき、同じ方向へ進むほかのアリより先まで行く傾向がある。その結果、日が進むにつれて、より遠くまで届く波のような動きが生じる。やがてその波は後退していく。巣の近くへ短い距離を往復するアリが、最後まで探索をやめないようだ。
日ごとにコロニーの行動は変わり、ある日の出来事が翌日に影響する。私は一連の撹乱実験を行った。働きアリが移動させなければならないつまようじを置いたり、採餌アリがより苦労するよう道をふさいだり、巡回アリが追い払おうとする騒乱を起こしたりした。各実験が直接影響したのは働きアリの一群だけだったが、ほかの群れの活動も変化した。ある仕事を担う働きアリが活動するかどうかは、別の仕事を担う働きアリと短時間に出会う頻度によって決まるからだ。実験を数日間繰り返すと、撹乱をやめた後も、コロニーは撹乱中と同じように行動し続けた。アリたちは巣の中で仕事や位置を変えていたため、出会いのパターンが撹乱前の状態に戻るには時間がかかった。個々のアリは何も覚えていなかったが、ある意味でコロニーは覚えていた。
コロニーは20～30年生きる。すべてのアリを生み出す女王アリ一匹の寿命にあたる期間だが、個々のアリは長くても一年しか生きない。撹乱への反応を見ると、年を経た大きなコロニーは、若いコロニーより行動が安定している。また恒常性も高い。撹乱の規模が大きいほど、年を経たコロニーは、私が起こした厄介事への対応より採餌に専念する傾向が強かった。一方、状況が悪化するほど、若いコロニーはより強く反応した。つまり、年を経た大きなコロニーは、年長で賢いアリがいるわけではないのに、若く小さなコロニーより賢明に振る舞うようになる。
アリは、ほかのアリと出会って匂いを嗅ぐ頻度や、ほかのアリが残した化学物質を手がかりに、次に何をするかを決める。ニューロンは、ほかのニューロンから刺激を受ける頻度に応じて、発火するかどうかを決める。どちらの場合も、記憶はアリやニューロン同士のつながり方や、互いを刺激する度合いの変化から生じる。コロニーの規模によってアリ同士の相互作用の頻度が変わるため、コロニーの行動は成熟していくと考えられる。年を経た大きなコロニーでは、若く小さなコロニーより、各アリが出会う相手が多く、その結果、より安定した動態が生まれる。過去の撹乱でアリの位置が変わり、新しい相互作用のパターンが生じたため、コロニーがその撹乱を覚えているのかもしれない。コロニーが活動していない夜の間に、その新しい行動が強化されることさえあるだろう。私たちの記憶が睡眠中に定着するのと同じように。過去の出来事によるコロニーの行動の変化は、アリの記憶を単純に足し合わせたものではない。それは、私たちが何を覚え、何を言ったり行ったりするかの変化が、ニューロンごとの単純な変換の集まりではないのと同じだ。むしろ、あなたの記憶はアリのコロニーの記憶に似ている。特定のニューロンが何かを覚えているわけではないのに、あなたの脳は覚えている。
