よく晴れた日のこと。地面のすき間や石のあいだに、アリの行列ができていることがあります。たくさんのアリが、まるで一本の線をなぞるように、同じ道をきれいにたどっていく。だれかが先頭で「こっちだよ」と案内しているわけでもないのに、列はふしぎと乱れません。
じつはアリは、目でまわりをはっきり見て進んでいるのではありません。地面に引かれた、においの道しるべをたどっているのです。そして、だれも全体を指揮していないのに、行列はひとりでに整い、むだの少ない近い道ができあがります。
においだけで、どうして列は乱れないのでしょう。どうして近道までできるのでしょう。この記事では、アリの行列をつくる「道しるべのしくみ」を見ていきます。
アリは、目で見て並んでいるの？
行列をつくるアリたちは、前のアリの姿をよく見て、ついていっているように見えます。けれど、多くのアリは視力（しりょく）があまり良くありません。色や形をはっきり見分けて道を選んでいるわけではないのです。
そのかわりにアリが手がかりにしているのが、におい。エサを見つけたアリが地面につける、においの目印です。これを道しるべフェロモン（みちしるべフェロモン）と呼びます。
エサを見つけたアリが、においの道を引く
一匹の働きアリが、エサを見つけたとします。そのアリは巣に帰るとき、おなかの先からにおいの物質を少しずつ出し、地面につけながら歩きます。エサから巣まで、においの線が一本、引かれていくのです。
仲間は、においをたどってエサへ向かう
巣にいる仲間たちは、このにおいの線を触角（しょっかく）で感じとり、線にそってエサへ向かいます。エサにたどり着いたアリは、帰り道でまた同じようににおいをつけます。こうして、通るアリがふえるほど、においの道はくり返し上書きされ、濃く、はっきりしていきます。
なぜ乱れず、しかも近道になるの？
においをたどるだけなら、列はばらけてもよさそうです。それでも乱れないのは、においの二つの性質がうまくはたらいているからです。
一つめの理由：通るほど、においは濃くなる
多くのアリが通った道ほど、においが何度も重ねてつけられ、濃くなります。そして、においが濃い道ほど、次のアリをさらに強く引きよせます。すると、もっと多くのアリが通り、においはもっと濃くなる――。
このように、ある結果が次の同じ結果をいっそう強めていく流れを、正のフィードバック（せいのフィードバック）と呼びます。
だから、アリたちは一本の濃い道に集まり、列はばらけないのです。
二つめの理由：においは、ひとりでに消えていく
道しるべフェロモンは、揮発性（きはつせい）の高い物質です。揮発とは、液体が空気中へ逃げて消えていくこと。つまり、においはそのままにしておくと、しばらくすると弱まって消えてしまいます。
だれも通らなくなった道は、においが消え、道しるべではなくなります。まちがった道や遠回りの道は、こうして自然に消えていくのです。
この二つを合わせると、近道が残るわけが見えてきます。近い道を通るアリは、エサと巣のあいだを早く往復できます。早く往復できれば、それだけ何度もにおいを塗り直せるので、近い道は濃いまま保たれます。
いっぽう、遠回りの道は往復に時間がかかり、塗り直しが揮発に追いつきません。やがてにおいが消え、だれも通らなくなります。だれも長さを測っていないのに、むだの少ない近い道だけが残るのです。
アリの行列で見る自己組織化（じこそしきか）
ここからは、中学生や大人にも向けた、もう一段深い話です。
アリの行列には、全体を仕切るリーダーがいません。女王アリは卵を産む役目の個体であって、「あの道を通れ」と命令しているわけではないのです。一匹一匹のアリがしているのは、「においをつける」「においの濃いほうへ進む」という、とても単純なことだけ。
それなのに、群れ全体としては、むだの少ない秩序ある行列ができあがります。このように、全体を指揮する者がいないのに、一つひとつの単純な行動が集まって、おのずと全体の秩序が生まれることを、自己組織化（じこそしきか）と呼びます。
おどろくことに、この「におい＋正のフィードバック＋蒸発」というアリのやり方は、人間のコンピュータにも取り入れられています。配達の道順を効率よく決めたり、混んだ道をさけた最適なルートを探したりするのに、「アリのまねをする計算方法」が役立てられているのです。
指揮する者がいないのに、なぜうまくいくの？
「仕切る者がいないのに、全体としてうまくいく」――これは、アリだけの話ではありません。同じ問いで、ほかの生きものともつながります。
ミツバチ
ミツバチも、よい花畑を見つけた働きバチが巣にもどると、数字の8をえがくように動く「8の字（はちのじ）ダンス」を踊ります。このダンスは、太陽を基準にした花の方向と、巣からの距離を仲間に伝えるもの。
そして、みつがたっぷりある良い花畑ほど、ハチは活発に、長く踊ります。すると、そこへ向かう仲間が次々にふえていきます。アリの「濃い道」とまったく同じ、正のフィードバックです。
女王バチが命令するわけではないのに、群れ全体は自然と良い花畑へ集まっていくのです。
粘菌（変形菌）
さらにおどろくのが、粘菌（ねんきん）です。粘菌は、脳も神経もない、たった一個の細胞でできた生きもの。その変形菌（へんけいきん）の一種モジホコリを迷路いっぱいに広げ、入口と出口にエサを置くと、ふしぎなことが起きます。
行き止まりからは体を引きあげ、最後には、二つのエサを結ぶ最短の道だけを残すのです。よく使う部分は太く、使わない部分は細く消えていく――アリの「濃くなる道・消える道」とそっくりのしくみです。
日本の研究では、関東地方の形をした容器でこの実験を行うと、実際の鉄道網によく似た、むだの少ないネットワークまで自分でつくりあげました。脳がなくても、単純なルールのくり返しだけで、これだけのことができるのです。
