Honningbier: naturens matematik suser. SR Howard, Forfatter leveret
Bier er temmelig gode til matematik - i det mindste hvad insekter angår. Vi ved for eksempel allerede, at de kan tælle op til fire og endda forstå begrebet nul.
Men i en ny undersøgelse, offentliggjort i dag i Journal of Experimental Biology, viser vi, at honningbier også kan forstå tal højere end fire - så længe vi giver feedback til både korrekte og forkerte svar, når de lærer.
Selv vores egne hjerner er mindre dygtige til at håndtere tal større end fire. Mens vi ubesværet kan estimere op til fire emner, kræver behandling af større antal mere mental indsats. Derfor hvorfor et lille barn nogle gange når det bliver bedt om at tælle svar med “1, 2, 3, 4, mere”!
Hvis du ikke tror på mig, så prøv testen nedenfor. De forskellige farvegrupper, der repræsenterer 1-4 stjerner, er nemme at tælle hurtigt og præcist. Men hvis vi prøver at estimere antallet af alle stjerner på én gang ved at ignorere farver, kræver det mere koncentration, og selv da har vores nøjagtighed tendens til at være dårligere.
For antal elementer, der spænder fra 1-4, som repræsenteret her i forskellige farver, behandler vi meget effektivt det nøjagtige antal. Men hvis vi prøver at estimere antallet af alle stjerner på én gang ved at ignorere farve, kræver det meget mere kognitiv indsats.
Denne effekt er ikke unik for mennesker. Fiskviser for eksempel også en tærskel for nøjagtig mængdediskrimination ved fire.
En teori til forklaring af dette er, at tælle op til fire ikke tæller overhovedet. Det kan være, at mange dyrs hjerner medfødt kan genkende grupper på op til fire genstande, hvorimod korrekt tælling (processen med sekventielt at tælle antallet af tilstedeværende objekter) er nødvendig for tal ud over det.
Ved at sammenligne forskellige dyrearters ydeevne i forskellige nummerbehandlingsopgaver kan vi bedre forstå, hvordan forskelle i hjernestørrelse og struktur muliggør nummerbehandling. For eksempel har honningbier tidligere vist sig at være i stand til at tælle og diskriminere numre op til fire, men ikke ud over. Vi ønskede at vide, hvorfor der var en grænse på fire - og om de kan gå længere.
Bedste bi-haviour
Bier er overraskende gode til matematik. Vi opdagede for nylig, at bier kan lære at knytte bestemte symboler til bestemte størrelser, ligesom den måde, hvorpå vi bruger tal til at repræsentere tal.
Bier lærer at udføre denne type vanskelige opgaver, hvis de får en sukkerholdig belønning for at vælge den rigtige forening og en bitter væske for at vælge forkert. Så hvis vi skulle skubbe bier ud over de fire tærskler, vidste vi, at succes ville afhænge af, at vi stillede det rigtige spørgsmål på den rigtige måde og gav nyttig feedback til bierne.
Vi trænede to forskellige grupper af bier til at udføre en opgave, hvor de blev præsenteret med et valg af to forskellige mønstre, der hver indeholdt et forskelligt antal former. De kunne tjene en belønning for at vælge gruppen med fire figurer i modsætning til andre tal op til ti.
Vi brugte to forskellige træningsstrategier. En gruppe på ti bier modtog kun en belønning for et korrekt valg (valg af en mængde på fire) og intet for et forkert valg. En anden gruppe på 12 bier modtog en sukkerbelønning for at plukke fire eller et bittert smagsstof, hvis de begik en fejl.
I testen fløj bier ind i en Y-formet labyrint for at træffe et valg, inden de vendte tilbage til deres bikube for at dele deres indsamlede søde belønninger.
Hvert eksperiment, der blev udført med en enkelt bi, varede omkring fire timer, hvorefter hver bi havde taget 50 valg.
Bier blev individuelt trænet og testet i en Y-formet labyrint, hvor en sukkerbelønning blev præsenteret på stangen direkte foran den rigtige stimulus. Forfatter leveret
Gruppen, der kun modtog søde belønninger, kunne ikke med succes lære at skelne mellem fire og højere tal. Men den anden gruppe diskriminerede pålideligt gruppen af fire varer fra andre grupper, der indeholder højere tal.
Således afhænger bienes evne til at lære højere diskrimination ikke kun på deres medfødte evner, men også på de risici og fordele, der tilbydes for at gøre det.
Bee-eye view af enten fire eller fem elementskærme, der kan diskrimineres. Indsatser viser, hvordan vi normalt ser disse billeder.
Vores resultater har vigtige implikationer for at forstå, hvordan dyrs hjerner kan have udviklet sig til at behandle tal. På trods af at de er adskilt af 600 millioner års udvikling, synes hvirvelløse dyr som bier og hvirveldyr som mennesker og fisk alle at have en fælles tærskel for nøjagtig og hurtig behandling af mindre antal. Dette antyder, at der kan være fælles principper bag, hvordan vores hjerner tackler spørgsmålet om mængde.
Beviserne fra vores nye undersøgelse viser, at bier kan lære at behandle højere tal, hvis spørgsmålet og træningen præsenteres på den rigtige måde. Disse resultater antyder en utrolig fleksibilitet i dyrehjerner i alle størrelser for at lære at blive matematikstjerner.
Om forfatterne
Adrian Dyer, Lektor, RMIT University; Jair Garcia, Stipendiat, RMIT Universityog Scarlett Howard, Postdoktor, Université de Toulouse III - Paul Sabatier
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.
Bøger om miljøet fra Amazons bestsellerliste
"Stille forår"
af Rachel Carson
Denne klassiske bog er et vartegn i miljøismens historie, der henleder opmærksomheden på de skadelige virkninger af pesticider og deres indvirkning på den naturlige verden. Carsons arbejde var med til at inspirere den moderne miljøbevægelse og er fortsat relevant i dag, da vi fortsat kæmper med udfordringerne med miljømæssig sundhed.
Klik for mere info eller for at bestille
"Den ubeboelige jord: Livet efter opvarmning"
af David Wallace-Wells
I denne bog giver David Wallace-Wells en skarp advarsel om de ødelæggende virkninger af klimaændringer og det presserende behov for at løse denne globale krise. Bogen trækker på videnskabelig forskning og eksempler fra den virkelige verden for at give et nøgternt blik på den fremtid, vi står over for, hvis vi undlader at handle.
Klik for mere info eller for at bestille
"Træernes skjulte liv: Hvad de føler, hvordan de kommunikerer? Opdagelser fra en hemmelig verden"
af Peter Wohlleben
I denne bog udforsker Peter Wohlleben træernes fascinerende verden og deres rolle i økosystemet. Bogen trækker på videnskabelig forskning og Wohllebens egne erfaringer som skovfoged for at give indsigt i de komplekse måder, træer interagerer med hinanden og den naturlige verden på.
Klik for mere info eller for at bestille
"Vores hus er i brand: Scener af en familie og en planet i krise"
af Greta Thunberg, Svante Thunberg og Malena Ernman
I denne bog giver klimaaktivisten Greta Thunberg og hendes familie en personlig beretning om deres rejse for at øge bevidstheden om det presserende behov for at håndtere klimaændringer. Bogen giver en kraftfuld og bevægende beretning om de udfordringer, vi står over for, og behovet for handling.
Klik for mere info eller for at bestille
"Den sjette udryddelse: en unaturlig historie"
af Elizabeth Kolbert
I denne bog udforsker Elizabeth Kolbert den igangværende masseudryddelse af arter forårsaget af menneskelig aktivitet, ved at trække på videnskabelig forskning og eksempler fra den virkelige verden for at give et nøgternt blik på virkningen af menneskelig aktivitet på den naturlige verden. Bogen tilbyder en overbevisende opfordring til handling for at beskytte mangfoldigheden af liv på Jorden.
