Honigbienen: Die Mathematik der Natur sprudelt. SR Howard, Autor zur Verfügung gestellt
Bienen können ziemlich gut rechnen - zumindest was Insekten betrifft. Wir wissen zum Beispiel schon, dass sie bis zu vier und sogar zählen können Verstehe das Konzept von Null.
Aber in einer neuen Studie, veröffentlicht heute im Journal of Experimental BiologyWir zeigen, dass Honigbienen auch Zahlen über vier verstehen können - vorausgesetzt, wir geben Feedback zu korrekten und falschen Antworten, wenn sie lernen.
Sogar unser eigenes Gehirn kann weniger gut damit umgehen Zahlen größer als vier. Während wir mühelos bis zu vier Elemente schätzen können, erfordert die Verarbeitung größerer Zahlen mehr geistigen Aufwand. Daher, warum, wenn gebeten wird zu zählen, ein kleines Kind manchmal Antwort mit "1, 2, 3, 4, mehr"!
Wenn Sie mir nicht glauben, probieren Sie den folgenden Test. Die verschiedenen Farbgruppierungen, die 1-4-Sterne darstellen, sind einfach, schnell und genau zu zählen. Wenn wir jedoch versuchen, die Anzahl aller Sterne auf einmal zu schätzen, indem wir die Farben ignorieren, erfordert dies mehr Konzentration, und selbst dann ist unsere Genauigkeit tendenziell schlechter.
Für Elementzahlen von 1-4, wie sie hier in verschiedenen Farben dargestellt sind, verarbeiten wir die exakte Anzahl sehr effizient. Wenn wir jedoch versuchen, die Anzahl aller Sterne auf einmal zu schätzen, indem wir die Farbe ignorieren, erfordert dies viel mehr kognitive Anstrengungen.
Dieser Effekt ist nicht auf den Menschen beschränkt. FischeB. auch eine Schwelle für eine genaue Mengenunterscheidung bei vier anzeigen.
Eine Theorie, die dies erklärt, ist, dass das Zählen von bis zu vier überhaupt nicht zählt. Es kann sein, dass das Gehirn vieler Tiere Gruppen von bis zu vier Gegenständen von Haus aus erkennen kann, wohingegen eine ordnungsgemäße Zählung (der Vorgang des sequentiellen Zählens der Anzahl der vorhandenen Objekte) für darüber hinausgehende Zahlen erforderlich ist.
Durch den Vergleich der Leistung verschiedener Tierarten bei verschiedenen Aufgaben der Zahlenverarbeitung können wir besser verstehen, wie Unterschiede in der Gehirngröße und -struktur die Zahlenverarbeitung ermöglichen. Zum Beispiel wurde früher gezeigt, dass Honigbienen zählen und unterscheiden können Zahlen bis zu vier, aber nicht darüber hinaus. Wir wollten wissen, warum es ein Limit bei vier gibt - und ob sie noch weiter gehen können.
Bestes Benehmen
Bienen sind überraschend gut in Mathe. Wir haben kürzlich entdeckt, dass Bienen dazu lernen können bestimmte Symbole mit bestimmten Mengen verknüpfenÄhnlich wie wir Zahlen verwenden, um Zahlen darzustellen.
Bienen lernen, diese schwierige Aufgabe zu erledigen, wenn sie eine zuckerhaltige Belohnung für die Auswahl der richtigen Assoziation und eine bittere Flüssigkeit für die falsche Auswahl erhalten. Wenn wir also die Bienen über die vier Schwellenwerte hinausschieben würden, müssten wir die richtige Frage auf die richtige Art und Weise stellen und den Bienen nützliches Feedback geben.
Wir haben zwei verschiedene Bienengruppen für eine Aufgabe geschult, bei der ihnen zwei verschiedene Muster mit jeweils unterschiedlichen Formen zur Auswahl standen. Sie könnten eine Belohnung für die Auswahl der vier Formen erhalten, im Gegensatz zu anderen Zahlen bis zu zehn.
Wir haben zwei verschiedene Trainingsstrategien angewendet. Eine Gruppe von zehn Bienen erhielt nur eine Belohnung für eine richtige Wahl (Auswahl einer Menge von vier) und nichts für eine falsche Wahl. Eine zweite Gruppe von 12-Bienen erhielt eine zuckerhaltige Belohnung für die Ernte von vier oder eine bitter schmeckende Substanz, wenn sie einen Fehler machten.
Im Test flogen die Bienen in ein Y-förmiges Labyrinth, um eine Auswahl zu treffen, bevor sie in ihren Bienenstock zurückkehrten, um ihre gesammelten süßen Belohnungen zu teilen.
Jedes Experiment, das mit einer einzelnen Biene durchgeführt wurde, dauerte ungefähr vier Stunden. Zu diesem Zeitpunkt hatte jede Biene eine 50-Auswahl getroffen.
Die Bienen wurden einzeln in einem Y-förmigen Labyrinth trainiert und getestet, in dem eine Zuckerprämie auf der Stange direkt vor dem richtigen Reiz präsentiert wurde. Autor zur Verfügung gestellt
Die Gruppe, die nur süße Belohnungen erhielt, konnte nicht erfolgreich lernen, zwischen vier und höheren Zahlen zu unterscheiden. Die zweite Gruppe unterschied jedoch zuverlässig die Gruppe von vier Gegenständen von anderen Gruppen mit höheren Zahlen.
Die Fähigkeit der Bienen, Diskriminierung aufgrund höherer Zahlen zu erlernen, hängt nicht nur von ihren angeborenen Fähigkeiten ab, sondern auch von den Risiken und Chancen, die sich daraus ergeben.
Bee-Eye-Ansicht von vier oder fünf Elementen, die unterschieden werden könnten. Beilagen zeigen, wie wir diese Bilder normalerweise sehen.
Unsere Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen auf das Verständnis, wie sich das Gehirn von Tieren entwickelt hat, um Zahlen zu verarbeiten. Obwohl wirbellose Tiere wie Bienen und Wirbeltiere wie Menschen und Fische durch die 600-Millionen-Jahre-Evolution getrennt sind, scheinen sie alle eine gemeinsame Schwelle für die genaue und schnelle Verarbeitung kleiner Stückzahlen zu haben. Dies lässt vermuten, dass es gemeinsame Prinzipien gibt, wie unser Gehirn die Frage der Quantität angeht.
Die Ergebnisse unserer neuen Studie zeigen, dass Bienen lernen können, höhere Zahlen zu verarbeiten, wenn die Frage und das Training richtig dargestellt werden. Diese Ergebnisse legen eine unglaubliche Flexibilität in tierischen Gehirnen aller Größen nahe, um zu lernen, Mathematikstars zu werden.
Über die Autoren
Adrian Dyer, Außerordentlicher Professor, RMIT Universität; Jair Garcia, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, RMIT Universität und Scarlett HowardWissenschaftliche Mitarbeiterin, Universität Toulouse III - Paul Sabatier
Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.
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