Honingbijen: wiskunde van de natuur. SR Howard, auteur voorzien
Bijen zijn redelijk goed in wiskunde - althans wat insecten betreft. We weten bijvoorbeeld al dat ze tot vier en zelfs kunnen tellen het begrip nul begrijpen.
Maar in een nieuwe studie vandaag gepubliceerd in het Journal of Experimental Biology, laten we zien dat honingbijen ook getallen hoger dan vier kunnen begrijpen, zolang we feedback geven voor zowel juiste als onjuiste antwoorden terwijl ze leren.
Zelfs onze eigen hersenen zijn minder bedreven in de omgang getallen groter dan vier. Hoewel we tot vier items moeiteloos kunnen schatten, vereist het verwerken van grotere aantallen meer mentale inspanning. Daarom zal een jong kind soms gevraagd worden om te tellen antwoord met "1, 2, 3, 4, meer"!
Als je me niet gelooft, probeer dan de onderstaande test. De verschillende kleurgroepen die 1-4-sterren vertegenwoordigen, zijn gemakkelijk snel en nauwkeurig te tellen. Als we echter proberen het aantal sterren in één keer te schatten door kleuren te negeren, vereist dit meer concentratie en zelfs dan is onze nauwkeurigheid vaak slechter.
Voor aantallen elementen variërend van 1-4, zoals hier weergegeven in verschillende kleuren, verwerken we het exacte aantal zeer efficiënt. Als we echter proberen het aantal sterren in één keer te schatten door de kleur te negeren, vereist dit veel meer cognitieve inspanningen.
Dit effect is niet uniek voor mensen. Vistonen bijvoorbeeld ook een drempelwaarde voor nauwkeurige kwantiteitsdiscriminatie bij vier.
Een theorie om dit uit te leggen is dat het tellen tot vier helemaal niet telt. Het kan zijn dat de hersenen van veel dieren aangeboren groepen van maximaal vier items kunnen herkennen, terwijl juist tellen (het proces van het opeenvolgend tellen van het aantal aanwezige objecten) nodig is voor getallen die verder gaan.
Door de prestaties van verschillende diersoorten bij verschillende nummerverwerkingstaken te vergelijken, kunnen we beter begrijpen hoe verschillen in hersengrootte en -structuur nummerverwerking mogelijk maken. Van honingbijen is bijvoorbeeld eerder aangetoond dat ze kunnen tellen en discrimineren getallen maximaal vier, maar niet daarbuiten. We wilden weten waarom er een limiet van vier was - en of ze verder kunnen gaan.
Beste bij-haviour
Bijen zijn verrassend goed in wiskunde. We hebben onlangs ontdekt dat bijen kunnen leren associeer bepaalde symbolen met bepaalde hoeveelheden, net zoals de manier waarop we cijfers gebruiken om cijfers weer te geven.
Bijen leren dit soort moeilijke taken uit te voeren als ze een suikerachtige beloning krijgen voor het kiezen van de juiste associatie en een bittere vloeistof voor het verkeerd kiezen. Dus als we bijen voorbij de vier drempel zouden duwen, wisten we dat succes afhangt van het stellen van de juiste vraag op de juiste manier en het geven van nuttige feedback aan de bijen.
We hebben twee verschillende groepen bijen getraind om een taak uit te voeren waarbij ze een keuze kregen uit twee verschillende patronen, die elk een ander aantal vormen bevatten. Ze konden een beloning verdienen voor het kiezen van de groep van vier vormen, in tegenstelling tot andere getallen tot tien.
We hebben twee verschillende trainingsstrategieën gebruikt. Een groep van tien bijen ontving alleen een beloning voor een juiste keuze (een hoeveelheid van vier kiezen), en niets voor een verkeerde keuze. Een tweede groep 12-bijen ontving een suikerachtige beloning voor het plukken van vier, of een bitter smakende substantie als ze een fout maakten.
In de test vlogen bijen in een Y-vormig doolhof om een keuze te maken, voordat ze naar hun bijenkorf terugkeerden om hun verzamelde zoete beloningen te delen.
Elk experiment uitgevoerd met een enkele bij duurde ongeveer vier uur, tegen welke tijd elke bij 50-keuzes had gemaakt.
Bijen werden individueel getraind en getest in een Y-vormig doolhof waar een suikerbeloning werd gepresenteerd op de paal direct voor de juiste stimulus. auteur voorzien
De groep die alleen maar zoete beloningen ontving, kon niet succesvol leren onderscheid te maken tussen vier en hogere getallen. Maar de tweede groep onderscheidde op betrouwbare wijze de groep van vier items van andere groepen met hogere nummers.
Het vermogen van bijen om hogere getalsdiscriminatie te leren, hangt dus niet alleen af van hun aangeboren vermogens, maar ook van de risico's en beloningen die ze hiervoor bieden.
Bijenperspectief van vier of vijf elementen die kunnen worden onderscheiden. Inserts laten zien hoe we normaal deze afbeeldingen zien.
Onze resultaten hebben belangrijke implicaties om te begrijpen hoe de hersenen van dieren mogelijk zijn geëvolueerd om getallen te verwerken. Ondanks gescheiden te zijn door 600 miljoen jaar evolutie, lijken ongewervelde dieren zoals bijen en gewervelde dieren zoals mensen en vissen allemaal een gemeenschappelijke drempel te delen voor het nauwkeurig en snel verwerken van kleine aantallen. Dit suggereert dat er gemeenschappelijke principes zijn achter de manier waarop onze hersenen de kwestie van kwantiteit aanpakken.
Het bewijs uit onze nieuwe studie toont aan dat bijen hogere aantallen kunnen leren verwerken als de vraag en training op de juiste manier worden gepresenteerd. Deze resultaten suggereren een ongelooflijke flexibiliteit in dierenhersenen, van alle soorten en maten, om te leren wiskunde sterren te worden.
Over de auteurs
Adrian Dyer, Collega Professor, RMIT University; Jair Garcia, Onderzoeker, RMIT University en Scarlett Howard, Postdoctorale onderzoeker, Université de Toulouse III - Paul Sabatier
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Boeken over het milieu uit de bestsellerlijst van Amazon
"Stille lente"
door Rachel Carson
Dit klassieke boek is een mijlpaal in de geschiedenis van de milieubeweging en vestigt de aandacht op de schadelijke effecten van pesticiden en hun impact op de natuurlijke wereld. Carsons werk hielp de moderne milieubeweging te inspireren en blijft vandaag de dag relevant, terwijl we blijven worstelen met de uitdagingen van de gezondheid van het milieu.
Klik voor meer info of om te bestellen
"De onbewoonbare aarde: leven na opwarming"
door David Wallace-Wells
In dit boek biedt David Wallace-Wells een krachtige waarschuwing voor de verwoestende effecten van klimaatverandering en de dringende noodzaak om deze wereldwijde crisis aan te pakken. Het boek is gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek en praktijkvoorbeelden om een ontnuchterende kijk te geven op de toekomst die we tegemoet gaan als we geen actie ondernemen.
Klik voor meer info of om te bestellen
"Het verborgen leven van bomen: wat ze voelen, hoe ze communiceren? Ontdekkingen uit een geheime wereld"
van Peter Wohlleben
In dit boek verkent Peter Wohlleben de fascinerende wereld van bomen en hun rol in het ecosysteem. Het boek is gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek en Wohlleben's eigen ervaringen als boswachter om inzicht te bieden in de complexe manieren waarop bomen met elkaar en de natuurlijke wereld omgaan.
Klik voor meer info of om te bestellen
"Ons huis staat in brand: scènes van een gezin en een planeet in crisis"
door Greta Thunberg, Svante Thunberg en Malena Ernman
In dit boek geven klimaatactiviste Greta Thunberg en haar familie een persoonlijk verslag van hun reis om het bewustzijn te vergroten over de dringende noodzaak om klimaatverandering aan te pakken. Het boek geeft een krachtig en ontroerend verslag van de uitdagingen waarmee we worden geconfronteerd en de behoefte aan actie.
Klik voor meer info of om te bestellen
"The Sixth Extinction: een onnatuurlijke geschiedenis"
door Elizabeth Kolbert
In dit boek onderzoekt Elizabeth Kolbert het voortdurende massale uitsterven van soorten als gevolg van menselijke activiteiten, waarbij ze gebruik maakt van wetenschappelijk onderzoek en voorbeelden uit de praktijk om een ontnuchterende kijk te geven op de impact van menselijke activiteit op de natuurlijke wereld. Het boek biedt een dwingende oproep tot actie om de diversiteit van het leven op aarde te beschermen.
