Ảnh minh họa. Nguồn: flickpest.

Năm 1793, nhà khoa học Pierre Andre Latreille đã xác nhận phỏng đoán của Charles Bonnet (người nghiên cứu về kiến trước đó) là chính xác. Lũ kiến đánh hơi để tìm đường rong ruổi thế gian. Ông khám phá ra điều này bằng cách cắt đi ăng-ten của vài con kiến; ông viết rằng ngay lập tức, chúng bắt đầu đi loanh quanh vô định, như thể “đang trong trạng thái say hoặc gần như điên loạn”.

Đến năm 1981, Sir John Lubbock, nhà bác học người Anh, đã tiến hành một chuỗi các thử nghiệm mang tính đột phá, sử dụng mê cung hình chữ Y, những cây cầu và bàn xoay. Qua quá trình thử nghiệm kỳ công và tỉ mỉ, ông đã chỉ ra được loài kiến Lasius niger định hướng chủ yếu bằng những lối mòn mùi hương.

Vào cuối thập niên 1950, E.O Wilson đã giải mã bí ẩn khi xác định được tuyến tiết ra lối mòn mùi hương tin tức trong cơ thể kiến lửa. Ông có linh cảm chất tạo lối mòn nằm đâu đó trong bụng kiến nên đã rạch bụng chúng và dùng cá kẹp sửa đồng hồ đã mài sắc để cẩn thận gắp các cơ quan ra ngoài. Rồi ông lần lượt nghiền nát từng cơ quan lên một mảnh kính, trét chúng ra thành một vệt dài.

Sau mỗi lần làm vậy, ông kiểm tra xem nó có tác động gì tới đàn kiến ở gần đó hay không. Hết lượt này tới lượt nọ, cơ quan này tới cơ quan khác - tuyến chất độc, ruột kết, cục lipid nhỏ gọi là “cơ quan chất béo” - chẳng tạo ra được phản ứng nào.

Cuối cùng ông nghiến nát một cơ quan nhỏ xíu, hình ngón tay gọi là tuyến Dufour và trét nó thành vệt. “Phản ứng của lũ kiến phải gọi là bùng nổ”, về sau Wilson thuật lại. “Khi chạy theo vệt chất này, chúng huơ ăng-ten qua lại, phân tích những phân tử bốc hơi và lan tỏa trong không khí. Đến cuối lối mòn, chúng bối rối rồi bò quanh quẩn, tìm một phần thưởng không hề có ở đó.

Đến năm 1960, hiểu biết mơ hồ của chúng ta về lối mòn của kiến đột ngột trở nên sáng tỏ hơn. Hai khái niệm mới có vai trò then chốt đồng thời ra đời: hai nhà sinh học người Đức đặt khái niệm pheromone - mùi hương tin tức - kích thích tố hoặc tín hiệu hóa học, Pierre-Paul Grasse đề ra khái niệm Stigmergy là một hình thức thông tin gián tiếp và phối hợp không cần có chỉ huy, sử dụng các tín hiệu được để lại trong môi trường.

Lấy mối làm ví dụ, chúng tổ chức hoạt động thi công quy mô khổng lồ theo phương thức stigmergy: không có đốc công, không có sự trao đổi thông tin trực tiếp giữa các con mối. Thay vào đó, lũ mối phản ứng đáp lại một loạt những tín hiệu đơn giản trong môi trường xung quanh (nếu có đất ở đây, chuyển đất tới chỗ đó), việc này sẽ tiếp tục thúc đẩy chúng cải tạo môi trường thêm nữa. Vòng lặp hành vi phản hồi này có thể cho kết quả là các công trình kiến trúc hiệu quả bền vững, như những tổ mối lêu nghêu ở Australia, mà khi đem so với tỷ lệ với chiều cao kẻ làm ra chúng, thì tương đương cao gấp ba lần tòa nhà chọc trời cao nhất của chúng ta.

Kết hợp cả mùi hương tin tức và stigmergy, ngay cả những loài côn trùng ngây ngô nhất cũng có thể xây dựng hệ thống đường mòn như mê cung.