Api mellifere: la natura sfrutta la matematica. SR Howard, Autore previsto
Le api sono abbastanza brave in matematica, almeno per quanto riguarda gli insetti. Sappiamo già, ad esempio, che possono contare fino a quattro e anche capire il concetto di zero.
Ma in un nuovo studio, pubblicato oggi sul Journal of Experimental Biology, dimostriamo che le api possono anche comprendere numeri superiori a quattro, purché forniamo feedback sia per le risposte corrette che per quelle errate mentre apprendono.
Anche i nostri cervelli sono meno abili nel trattare numeri maggiori di quattro. Mentre possiamo stimare senza sforzo fino a quattro articoli, l'elaborazione di un numero maggiore richiede uno sforzo mentale maggiore. Quindi perché quando viene chiesto di contare, a volte un bambino lo farà rispondi con "1, 2, 3, 4, altro"!
Se non mi credi, prova il test di seguito. I vari raggruppamenti di colori che rappresentano le stelle 1-4 sono facili da contare in modo rapido e preciso. Tuttavia, se proviamo a stimare il numero di tutte le stelle contemporaneamente ignorando i colori, è necessaria una maggiore concentrazione e anche in questo caso la nostra precisione tende a essere più scadente.
Per numeri di elementi che vanno da 1-4, come rappresentato qui in diversi colori, elaboriamo in modo molto efficiente il numero esatto. Tuttavia, se proviamo a stimare il numero di tutte le stelle contemporaneamente ignorando il colore, richiede uno sforzo cognitivo molto maggiore.
Questo effetto non è unico per l'uomo. Pesce, ad esempio, mostra anche una soglia per un'accurata discriminazione della quantità a quattro.
Una teoria per spiegare questo è che contare fino a quattro in realtà non conta affatto. Può darsi che il cervello di molti animali sia in grado di riconoscere in modo innato gruppi di un massimo di quattro elementi, mentre un conteggio adeguato (il processo di conteggio sequenziale del numero di oggetti presenti) è necessario per numeri oltre a quello.
Confrontando le prestazioni di diverse specie animali in varie attività di elaborazione dei numeri, possiamo comprendere meglio come le differenze nella dimensione e nella struttura del cervello consentano l'elaborazione dei numeri. Ad esempio, le api hanno già dimostrato di essere in grado di contare e discriminare numeri fino a quattro, ma non oltre. Volevamo sapere perché a quattro c'era un limite e se potevano andare oltre.
Il miglior apicoltura
Le api sono sorprendentemente brave in matematica. Di recente abbiamo scoperto che le api possono imparare a farlo associare simboli particolari a quantità particolari, molto simile al modo in cui usiamo i numeri per rappresentare i numeri.
Le api imparano a svolgere questo tipo di compito difficile se ricevono una ricompensa zuccherina per la scelta dell'associazione corretta e un liquido amaro per la scelta errata. Quindi, se spingessimo le api oltre la soglia di quattro, sapevamo che il successo dipendeva dal fatto che facevamo la domanda giusta, nel modo giusto, e fornendo un feedback utile alle api.
Abbiamo addestrato due diversi gruppi di api per svolgere un compito in cui sono stati presentati con una scelta di due diversi modelli, ciascuno contenente un diverso numero di forme. Potrebbero guadagnare una ricompensa per aver scelto il gruppo di quattro forme, in contrapposizione ad altri numeri fino a dieci.
Abbiamo usato due diverse strategie di allenamento. Un gruppo di dieci api ha ricevuto solo una ricompensa per una scelta corretta (scegliendo una quantità di quattro) e nulla per una scelta errata. Un secondo gruppo di api 12 ha ricevuto una ricompensa zuccherina per aver raccolto quattro, o una sostanza dal sapore amaro se hanno commesso un errore.
Nel test, le api sono volate in un labirinto a forma di Y per fare una scelta, prima di tornare al loro alveare per condividere i loro dolci premi raccolti.
Ogni esperimento condotto con una singola ape è durato circa quattro ore, a quel punto ogni ape aveva fatto le scelte di 50.
Le api sono state addestrate individualmente e testate in un labirinto a forma di Y dove è stata presentata una ricompensa di zucchero sul palo direttamente davanti allo stimolo corretto. Autore previsto
Il gruppo che ha ricevuto solo dolci premi non ha potuto imparare a discriminare con successo tra quattro e numeri più alti. Ma il secondo gruppo ha discriminato in modo affidabile il gruppo di quattro elementi da altri gruppi contenenti numeri più alti.
Pertanto, la capacità delle api di apprendere discriminazioni di numero più elevato dipende non solo dalle loro capacità innate, ma anche dai rischi e dai premi offerti.
Vista d'occhio di display a quattro o cinque elementi che potrebbero essere discriminati. Gli inserti mostrano come normalmente vediamo queste immagini.
I nostri risultati hanno importanti implicazioni per comprendere come il cervello degli animali potrebbe essersi evoluto per elaborare i numeri. Nonostante siano stati separati da 600 milioni di anni di evoluzione, invertebrati come api e vertebrati come esseri umani e pesci sembrano tutti condividere una soglia comune per l'elaborazione accurata e rapida di piccoli numeri. Ciò suggerisce che potrebbero esserci principi comuni dietro il modo in cui il nostro cervello affronta la questione della quantità.
Le prove del nostro nuovo studio mostrano che le api possono imparare a elaborare numeri più alti se la domanda e la formazione sono presentate nel modo giusto. Questi risultati suggeriscono un'incredibile flessibilità nel cervello degli animali, di tutte le dimensioni, per imparare a diventare stelle della matematica.
Informazioni sugli autori
Adrian Dyer, Professore associato, Università RMIT; Jair Garcia, Ricercatore, Università RMITe Scarlett Howard, Ricercatore post-dottorato, Università di Tolosa III - Paul Sabatier
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
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