科学には失敗が必要だ

私の科学への旅は、ドナルド・グリフィンが足を骨折したことが一つのきっかけで始まりました。動物の鳴き声に関する先駆的な研究で有名な彼は、ビーバー小屋にマイクを差し込んで家の所有者を盗聴しようとしたことがある。その夏、ビーバーたちはプライバシーを守り、私はマサチューセッツ州コンコードでほとんど一人で、蜂蜜の中で踊るミツバチが出す音を研究するために使用する予定だったミツバチのコロニーにいた。

良い食料源から戻った後、ミツバチの採集者はダンスを踊り、食料源までの距離と方向を巣の仲間に伝え、巣を出て同じ食料を探すよう促すことがあります。これらのダンスサウンドの研究が私たちのプロジェクトの目的でした。しかし、ワッグルダンスの上でマイクをスキャンしていると、すぐに指示された短いパイプの音に気を取られました。 に ダンサー ダンスの追随者は、彼女が伝えようとしている情報を探るためにダンサーを追いかけますが、奇妙なことに、時々ダンサーの頭をぶつけ、かなり大きな「ビープ音」を発し、ダンサーが一時的にフリーズすることがあります。古い科学文献では、この音は食べ物をねだる合図であると説明されていましたが、その解釈は私たちが見たものとは一致しませんでした。信号蜂はめったに餌をもらえないので、これらを「停止信号」と呼ぶことにしました。

私は一人で作業していたので、巣箱内のミツバチをビデオ撮影することも、シロップ餌箱に集められたミツバチの数を制御することもできませんでした。私の餌台はすぐに過密になり、餌がなくなりました。この問題は予想していませんでしたが、幸運でした。このような渋滞は、停止信号を生成するのに最適です。混雑が最大だったときに、最も多くの信号を記録したところ、ワッグルダンスを阻害する傾向があることがわかりました。重要なのは、ダンサーは停止信号を受け取った後に踊りを再開することが多いものの、停止信号が与えられるとダンスサーキットを行う回数が減ったということです。より多くのダンス回路がより多くの巣の仲間を募集するため、停止信号はコロニーの募集を抑制します。ダンスへの影響は微妙で検出が難しい場合もありましたが、何百ものダンスと停止信号を記録した後、それは紛れもないものになりました。さらに難しい質問はこれでした。なぜフォロワーたちはダンスコミュニケーションを止めようとするのでしょうか?結局のところ、フォロワーはダンサーがどこに行くべきかを学ぼうとしているのです。

この疑問は20年以上私の頭の中にありました。その夏、私は答えを見つけられませんでしたが、「失敗した」実験は、私が解決しようとしていた問題ではなく、より良い質問を私に与えてくれました。その夏は私のキャリアの始まりとなり、動物のコミュニケーションを解読することに情熱を注ぐようになりました。

科学者が研究のこの側面について公に話すことはほとんどありません。 「失敗」という言葉は強すぎるかもしれません。研究はさまざまな予期せぬ道をたどりますが、何かが根本的に間違っていると、腸を殴られたような気分になることがあります。私たちが時々どのように描かれているかとは反対に（そして私たちはこれに少し加担していますが）、科学者は白いローブを着て理性の神殿に安住しているわけではありません。私たちは血と汗と涙をこの技術に注ぎ込んでいます。

尋ねる価値のある質問は難しいことが多いため、成功を収めるのは難しい場合があります。科学の多くは、実験が地獄になるか高波になるかという決意に基づいています。

場合によっては、その答えは粘り強さです。パナマで針なし蜂ハンターを訓練しようとした メリポナ パナミカ 彼らが新兵を誘導するために匂いの痕跡を使用したかどうかを確認するために、水辺で調査しました。このような線路は水上に敷設することはできません。餌台をカヌーに乗せ、ゆっくりと対岸まで漕ぎました。私たちがようやく水の隙間を越えてトカゲを訓練したその日、イエストカゲが巣の入り口にとまり、私たちが何週間も渡りの訓練をしてきたエサ売りの高価なおやつを作りました。滑り止め柵を設置しました。数日後、大きなヒキガエルが侵入し、再びミツバチのビュッフェを楽しみました。その後の試みでは、豪雨、頻繁な雷、怒ったスズメバチの巣が発生し、カヌーの誘導に使用したロープに沿って銃弾アリ（その刺し傷にふさわしい名前が付けられました）が行進しました。 8 回目くらいの試行で、実験はうまくいきました。これらのミツバチは匂いマークを使用しませんでした。

ただし、継続することが常に正しい答えであるとは限りません。

数年後、私はブラジルで数週間を費やして、ハリナバチでのコミュニケーション実験の準備をしました。 メリポナ・ルフィベントリス。非常に攻撃的 トリゴナ・スピニペス 密猟者は繰り返し私たちの餌場を発見し、多数の巣の仲間を集め、攻撃しました。 メリポナ限られた時間枠しかなかったので、畑のシーズン全体を通して計画された作業が不可能になり、大惨事になりました。侵入者は餌箱の色、匂い、場所に惹かれたのでしょうか？ 3つとも変更しましたが、それでも トライゴン 到着した

3 週間にわたって失敗を繰り返した後、私たちは単に運が悪いだけではない、あるいは自分たちがどれほど幸運であるかを認識していなかった可能性があることが明らかになりました。侵略者が現れたのはその後 メリポナ 餌を与え始めた。彼らを単なる迷惑者として扱うのをやめたとき、彼らはどのような存在だったのかという新たな疑問が生じました。 T.スピニペス 食べ物を見つけるには？私たちは自分自身を捨てた メリポナ 実験。私たちの新しい実験により、研究は次のことを示しました。 T.スピニペス が残した香りの痕跡に惹かれた M.ルフィベントリス。彼らは競合他社を盗聴し、傍受した情報を使用してリソースを乗っ取ります。障害物が現象となって、ハリナバチ戦争における興味深い戦略が明らかになりました。

何年も経って、私たちが再び採餌するようにミツバチを訓練していたとき、他のコロニーからのミツバチが私たちのハンターを攻撃し、私たちの計画した実験は役に立たなくなりました。私たちは、ミツバチが攻撃を受けた後に多くの停止信号を発していることに気づき、代わりにそれを研究し始めました。ようやく、コンコードの疑問が意味を持ち始めました。採用を継続することが不利益または危険になった場合、停止信号はウォブルダンスを抑制します。その後の実験では、捕食者が豊富な食料源からミツバチを攻撃したときにも同じ反応が示されました。皮肉なことに、私たちが計画していなかった実験のいくつかが最良の結果をもたらしたのは、私たちの慎重な計画を狂わせるほど強力な生物学的現象が続いたためです。

これらの経験により、科学的回復力についての私の考え方が変わりました。それは単なる持続力ではありません。時には、立ち直るということは、質問する価値が依然として残っているため、再試行することを意味します。また、明らかな失敗が別の問題を示していることを認識することを意味する場合もあります。

しかし、科学的な抵抗を称賛することには危険が伴います。それが、科学者に疑問を放棄したり、単に安易に満足するよう求める礼儀正しい方法になってはなりません。多くの重要な科学には、特に次世代の研究者となる人材を育成するために、多額の継続的な投資が必要です。回復力はこのサポートに代わることはできません。しかし、リソースが限られているときは、優れた質問が、可能性を残した科学へと私たちを導くことができます。仕事の規模が小さくなったり、費用が安くなったり、あるいは私たちが計画したものと単に異なったりするかもしれませんが、それが必ずしも重要性を下げるわけではありません。場合によっては、別の道を進むと、尋ねるべきことを知らなかった質問にたどり着くことがあります。

世界中の科学者が研究が重要である理由を擁護しているのを見るのは勇気づけられます。この事例の一部は、科学が実際にどのように行われているかを示すことだと思います。私たちはうまくいかないかもしれないことを試し、疑問が依然として説得力がある場合は固執し、証拠が予期せぬところに私たちを導く場合は方向を変えます。研究は常に計画通りに進むとは限りませんが、その予測不可能性が発見を可能にするものの一部です。

コンコードでは、計画していた実験を保存できませんでした。ついに私は努力をやめてミツバチの声に耳を傾けました。その夏、餌箱は枯れてしまいましたが、そこから生じた疑問は今でも私にインスピレーションを与え続けています。 35年以上経った今でも聴き続けています。

ジェームス・C・ニー カリフォルニア大学サンディエゴ校の生態学、行動、進化学部の教授であり、生物科学部の副学部長でもあります。彼は王立昆虫学会のフェローであり、ミツバチの研究でハンブルトン賞とシュプリンガー・ネイチャー・エディター・オブ・ディスティンクション賞を受賞しています。