Honningbier: naturens matematikk suser. SR Howard, Forfatter gitt
Bier er ganske flinke i matte - så langt insekter går, i det minste. Vi vet allerede for eksempel at de kan telle opptil fire og til og med forstå begrepet null.
Men i en ny studie, publisert i dag i Journal of Experimental Biology, viser vi at honningbier også kan forstå tall høyere enn fire - så lenge vi gir tilbakemelding for både riktige og uriktige svar mens de lærer.
Selv våre egne hjerner er mindre dyktige til å takle antall større enn fire. Selv om vi enkelt kan estimere opptil fire elementer, krever behandling av større antall mer mental innsats. Derfor hvorfor et lite barn noen ganger blir spurt om å telle svar med “1, 2, 3, 4, mer”!
Hvis du ikke tror meg, kan du prøve testen nedenfor. De forskjellige fargegrupperingene som representerer 1-4 stjerner er enkle å telle raskt og nøyaktig. Imidlertid, hvis vi prøver å estimere antallet alle stjerner på en gang ved å ignorere farger, krever det mer konsentrasjon, og selv da har nøyaktigheten vår en tendens til å være dårligere.
For antall elementer som strekker seg fra 1-4, som representert her i forskjellige farger, behandler vi veldig effektivt det nøyaktige tallet. Hvis vi prøver å estimere antall stjerner på en gang ved å ignorere farge, krever det imidlertid mye mer kognitiv innsats.
Denne effekten er ikke unik for mennesker. Fiskviser for eksempel også en terskel for nøyaktig mengdediskriminering på fire.
En teori for å forklare dette er at å telle opp til fire egentlig ikke er å telle i det hele tatt. Det kan være at mange dyrs hjerner med indre ting kan gjenkjenne grupper på opptil fire gjenstander, mens riktig uttelling (prosessen med å telle antall gjenstander som er i rekkefølge) er nødvendig for tall utover det.
Ved å sammenligne ytelsen til forskjellige dyrearter i forskjellige tallbehandlingsoppgaver kan vi bedre forstå hvordan forskjeller i hjernestørrelse og struktur muliggjør tallbehandling. For eksempel har honningbier tidligere vist seg å kunne telle og diskriminere tall opptil fire, men ikke utenfor. Vi ønsket å vite hvorfor det var en grense på fire - og om de kan komme lenger.
Beste bi-haviour
Bier er overraskende gode på matte. Vi oppdaget nylig at bier kan lære å knytte bestemte symboler til bestemte mengder, omtrent som måten vi bruker tall for å representere tall.
Bier lærer å gjøre denne typen vanskelige oppgaver hvis de får en sukkerholdig belønning for å velge riktig tilknytning, og en bitter væske for å velge feil. Så hvis vi skulle presse bier utover fireterskelen, visste vi at suksess ville avhenge av at vi stiller det rette spørsmålet, på riktig måte, og gir nyttige tilbakemeldinger til biene.
Vi trente to forskjellige grupper av bier til å utføre en oppgave der de ble presentert for et valg av to forskjellige mønstre, som hver inneholder et forskjellige antall former. De kunne tjent en belønning for å velge gruppe på fire former, i motsetning til andre tall opptil ti.
Vi brukte to forskjellige treningsstrategier. Én gruppe på ti bier fikk bare belønning for et riktig valg (å velge en mengde på fire), og ingenting for et feil valg. En annen gruppe 12 bier fikk sukkerholdig belønning for å ha plukket fire, eller et bittert smakende stoff hvis de gjorde en feil.
I testen fløy bier inn i en Y-formet labyrint for å ta et valg, før de kom tilbake til bikuben for å dele sine innsamlede søte belønninger.
Hvert eksperiment som ble utført med en enkelt bi varte i omtrent fire timer, da hver bi hadde tatt 50 valg.
Bier ble individuelt trent og testet i en Y-formet labyrint der en sukkerbelønning ble presentert på polet rett foran riktig stimulus. Forfatter gitt
Gruppen som bare mottok søte belønninger kunne ikke lykkes med å skille mellom fire og høyere tall. Men den andre gruppen diskriminerte pålitelig gruppen av fire elementer fra andre grupper som inneholder høyere antall.
Bienes evne til å lære høyere antall diskriminering avhenger ikke bare av deres medfødte evner, men også av risikoen og fordelene som tilbys for å gjøre det.
Bee's-eye-visning av enten fire eller fem element-skjermer som kan bli diskriminert. Innlegg viser hvordan vi normalt ser disse bildene.
Resultatene våre har viktige implikasjoner for å forstå hvordan dyrenes hjerner kan ha utviklet seg til å behandle tall. Til tross for at de er atskilt med 600 millioner år med evolusjon, ser virvelløse dyr som bier og virveldyr som mennesker og fisk alle ut til å dele en felles terskel for å nøyaktig og raskt bearbeide små tall. Dette antyder at det kan være vanlige prinsipper bak hvordan hjernen vår takler kvantitetsspørsmålet.
Bevisene fra vår nye studie viser at bier kan lære å behandle høyere antall hvis spørsmålet og opplæringen blir presentert på riktig måte. Disse resultatene antyder en utrolig fleksibilitet i dyrehjerner, i alle størrelser, for å lære å bli matematikkstjerner.
Om forfatterne
Adrian Dyer, Førsteamanuensis, RMIT University; Jair Garcia, Forskningspartner, RMIT Universityog Scarlett Howard, Postdoktor, Université de Toulouse III - Paul Sabatier
Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.
Bøker om miljøet fra Amazons bestselgerliste
"Stille vår"
av Rachel Carson
Denne klassiske boken er et landemerke i miljøvernets historie, og trekker oppmerksomheten til skadevirkningene av plantevernmidler og deres innvirkning på den naturlige verden. Carsons arbeid bidro til å inspirere den moderne miljøbevegelsen og er fortsatt relevant i dag, mens vi fortsetter å kjempe med utfordringene med miljøhelse.
Klikk for mer info eller for å bestille
"Den ubeboelige jorden: Livet etter oppvarming"
av David Wallace-Wells
I denne boken gir David Wallace-Wells en sterk advarsel om de ødeleggende effektene av klimaendringer og det presserende behovet for å håndtere denne globale krisen. Boken trekker på vitenskapelig forskning og eksempler fra den virkelige verden for å gi et nøkternt blikk på fremtiden vi står overfor hvis vi ikke tar grep.
Klikk for mer info eller for å bestille
"The Hidden Life of Trees: Hva de føler, hvordan de kommuniserer? Oppdagelser fra en hemmelig verden"
av Peter Wohlleben
I denne boken utforsker Peter Wohlleben trærnes fascinerende verden og deres rolle i økosystemet. Boken bygger på vitenskapelig forskning og Wohllebens egne erfaringer som skogbruker for å gi innsikt i de komplekse måtene trær samhandler med hverandre og naturen på.
Klikk for mer info eller for å bestille
"Huset vårt er i brann: Scener av en familie og en planet i krise"
av Greta Thunberg, Svante Thunberg og Malena Ernman
I denne boken gir klimaaktivisten Greta Thunberg og hennes familie en personlig beretning om deres reise for å øke bevisstheten om det presserende behovet for å ta tak i klimaendringer. Boken gir en kraftfull og rørende beretning om utfordringene vi står overfor og behovet for handling.
Klikk for mer info eller for å bestille
"Den sjette utryddelsen: en unaturlig historie"
av Elizabeth Kolbert
I denne boken utforsker Elizabeth Kolbert den pågående masseutryddelsen av arter forårsaket av menneskelig aktivitet, ved å trekke på vitenskapelig forskning og eksempler fra den virkelige verden for å gi et nøkternt blikk på virkningen av menneskelig aktivitet på den naturlige verden. Boken tilbyr en overbevisende oppfordring til handling for å beskytte mangfoldet av liv på jorden.
