Медоносные пчелы: математика природы. SR Говард, Автор условии
Пчелы очень хорошо разбираются в математике - по крайней мере, насколько насекомые идут. Мы уже знаем, например, что они могут считать до четырех и даже понять концепцию нуля.
Но в новом исследовании, опубликовано сегодня в журнале экспериментальной биологии, мы показываем, что пчелы могут также понимать числа выше четырех - при условии, что мы предоставляем обратную связь как для правильных, так и для неправильных ответов по мере их изучения.
Даже наш собственный мозг менее искусен в числа больше четырех, В то время как мы можем без усилий оценить до четырех предметов, обработка больших чисел требует больше умственных усилий. Поэтому, когда просят сосчитать, маленький ребенок иногда будет ответьте «1, 2, 3, 4, больше»!
Если вы мне не верите, попробуйте тест ниже. Различные цветовые группировки, представляющие звезды 1-4, легко и быстро подсчитать. Однако, если мы попытаемся оценить количество всех звезд одновременно, игнорируя цвета, это потребует большей концентрации, и даже тогда наша точность будет хуже.
Для числа элементов в диапазоне от 1-4, представленных здесь разными цветами, мы очень эффективно обрабатываем точное число. Однако, если мы попытаемся оценить количество всех звезд одновременно, игнорируя цвет, это потребует гораздо больших когнитивных усилий.
Этот эффект не уникален для людей. РыбаНапример, также показывают порог для точной количественной дискриминации в четыре.
Одна теория, объясняющая это, состоит в том, что подсчет до четырех на самом деле не считается. Может случиться так, что мозг многих животных может изначально распознавать группы из четырех предметов, в то время как правильный подсчет (процесс последовательного подсчета количества присутствующих объектов) необходим для чисел, превышающих это.
Сравнивая эффективность разных видов животных в различных задачах по обработке чисел, мы можем лучше понять, как различия в размерах и структуре мозга делают возможной обработку чисел. Например, ранее было показано, что пчелы способны считать и различать число до четырех, но не дальше. Мы хотели знать, почему был предел в четыре - и могут ли они пойти дальше.
Лучшая пчела
Пчелы удивительно хороши в математике. Недавно мы обнаружили, что пчелы могут научиться ассоциировать конкретные символы с определенными величинамиочень похоже на то, как мы используем цифры для представления чисел.
Пчелы учатся выполнять трудные задачи этого типа, если получают сладкое вознаграждение за выбор правильной ассоциации и горькую жидкость за неправильный выбор. Поэтому, если бы мы оттолкнули пчел за пределы четырех порогов, мы знали, что успех будет зависеть от того, правильно ли мы зададим правильный вопрос и дадим ли пчелам полезную информацию.
Мы обучили две разные группы пчел выполнять задачу, в которой им предлагали на выбор два разных рисунка, каждый из которых содержал разное количество фигур. Они могут получить вознаграждение за выбор группы из четырех фигур, в отличие от других чисел до десяти.
Мы использовали две разные стратегии обучения. Одна группа из десяти пчел получила только вознаграждение за правильный выбор (выбрав количество из четырех) и ничего за неправильный выбор. Вторая группа пчел 12 получила сладкое вознаграждение за выбор четырех или вещество с горьким вкусом, если они допустили ошибку.
В тесте пчелы влетели в Y-образный лабиринт, чтобы сделать выбор, прежде чем вернуться в свой улей, чтобы поделиться своими собранными сладкими наградами.
Каждый эксперимент, проведенный с одной пчелой, длился около четырех часов, и к тому времени каждая пчела сделала выбор в пользу 50.
Пчелы были индивидуально обучены и испытаны в Y-образном лабиринте, где награда за сахар была представлена на шесте прямо перед правильным стимулом. Автор условии
Группа, получившая только сладкие награды, не смогла успешно научиться различать четыре и более числа. Но вторая группа достоверно отличала группу из четырех предметов от других групп, содержащих более высокие числа.
Таким образом, способность пчел учиться распознавать более высокие числа зависит не только от их врожденных способностей, но также от рисков и выгод, предлагаемых для этого.
Би-би-си четырех или пяти элементов дисплея, которые могут быть различимы. Вставки показывают, как мы обычно видим эти изображения.
Наши результаты имеют важное значение для понимания того, как мозг животных мог эволюционировать для обработки чисел. Несмотря на то, что 600 разлучен на протяжении миллионов лет, беспозвоночные, такие как пчелы и позвоночные, такие как люди и рыбы, похоже, имеют общий порог для точной и быстрой обработки небольших количеств. Это говорит о том, что за тем, как наш мозг решает вопрос о количестве, могут быть общие принципы.
Данные нашего нового исследования показывают, что пчелы могут научиться обрабатывать большие числа, если вопрос и обучение представлены правильно. Эти результаты предполагают невероятную гибкость в мозге животных всех размеров для обучения тому, чтобы стать звездами математики.
Об авторах
Адриан Дайер, Доцент, Университет RMIT; Джейр Гарсия, Научный сотрудник, Университет RMITи Скарлетт Ховард, Доктор наук, Университет Тулузы III - Поль Сабатье
Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
Книги об окружающей среде из списка бестселлеров Amazon
«Тихая весна»
Рэйчел Карсон
Эта классическая книга является важной вехой в истории защиты окружающей среды, привлекая внимание к вредному воздействию пестицидов и их воздействию на мир природы. Работа Карсона вдохновила современное экологическое движение и остается актуальной сегодня, поскольку мы продолжаем решать проблемы гигиены окружающей среды.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
«Необитаемая Земля: жизнь после потепления»
Дэвид Уоллес-Уэллс
В этой книге Дэвид Уоллес-Уэллс предлагает резкое предупреждение о разрушительных последствиях изменения климата и настоятельной необходимости решения этого глобального кризиса. Книга основана на научных исследованиях и примерах из реальной жизни, чтобы дать отрезвляющий взгляд на будущее, с которым мы столкнемся, если не предпримем никаких действий.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
«Скрытая жизнь деревьев: что они чувствуют, как общаются? Открытия из тайного мира»
Питер Воллебен
В этой книге Питер Воллебен исследует увлекательный мир деревьев и их роль в экосистеме. Книга основана на научных исследованиях и собственном опыте Воллебена в качестве лесника, чтобы дать представление о сложных способах взаимодействия деревьев друг с другом и с миром природы.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
«Наш дом в огне: сцены из жизни семьи и планеты в кризисе»
Грета Тунберг, Сванте Тунберг и Малена Эрнман
В этой книге экоактивистка Грета Тунберг и ее семья предлагают личный отчет о своем путешествии по повышению осведомленности о насущной необходимости решения проблемы изменения климата. Книга представляет собой мощный и трогательный рассказ о проблемах, с которыми мы сталкиваемся, и о необходимости действий.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
«Шестое вымирание: неестественная история»
Элизабет Колберт
В этой книге Элизабет Колберт исследует продолжающееся массовое вымирание видов, вызванное деятельностью человека, опираясь на научные исследования и примеры из реального мира, чтобы дать отрезвляющий взгляд на влияние человеческой деятельности на мир природы. Книга предлагает убедительный призыв к действию для защиты разнообразия жизни на Земле.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
