Μέλισσες: τα μαθηματικά της φύσης εκπλήσσουν. SR Χάουαρντ, Συγγραφέας παρέχεται
Οι μέλισσες είναι αρκετά καλές στα μαθηματικά - τουλάχιστον όσο τα έντομα πηγαίνουν. Γνωρίζουμε ήδη, για παράδειγμα, ότι μπορούν να μετρήσουν έως και τέσσερα και ζυγά κατανοήστε την έννοια του μηδέν.
Αλλά σε μια νέα μελέτη, δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Experimental Biology, δείχνουμε ότι οι μέλισσες μπορούν επίσης να κατανοήσουν αριθμούς μεγαλύτερους από τέσσερις - αρκεί να παρέχουμε σχόλια για σωστές και λανθασμένες απαντήσεις καθώς μαθαίνουν.
Ακόμη και οι ίδιοι οι εγκέφαλοί μας είναι λιγότερο έμπειροι στην αντιμετώπιση αριθμοί μεγαλύτεροι από τέσσερις. Ενώ μπορούμε εύκολα να εκτιμήσουμε έως και τέσσερα στοιχεία, η επεξεργασία μεγαλύτερων αριθμών απαιτεί περισσότερη πνευματική προσπάθεια. Ως εκ τούτου, γιατί όταν ζητηθεί να μετρήσει, μερικές φορές ένα μικρό παιδί απάντηση με "1, 2, 3, 4, περισσότερα"!
Εάν δεν με πιστεύετε, δοκιμάστε το παρακάτω τεστ. Οι διάφορες ομάδες χρωμάτων που αντιπροσωπεύουν 1-4 αστέρια είναι εύκολο να μετρηθούν γρήγορα και με ακρίβεια. Ωστόσο, εάν προσπαθήσουμε να εκτιμήσουμε τον αριθμό όλων των αστεριών ταυτόχρονα αγνοώντας τα χρώματα, απαιτεί μεγαλύτερη συγκέντρωση και ακόμη και τότε η ακρίβειά μας τείνει να είναι φτωχή.
Για αριθμούς στοιχείων που κυμαίνονται από 1-4, όπως παρουσιάζονται εδώ σε διαφορετικά χρώματα, επεξεργαζόμαστε πολύ αποτελεσματικά τον ακριβή αριθμό. Ωστόσο, αν προσπαθήσουμε να εκτιμήσουμε τον αριθμό όλων των αστεριών ταυτόχρονα αγνοώντας το χρώμα, απαιτεί πολύ περισσότερη γνωστική προσπάθεια.
Αυτό το αποτέλεσμα δεν είναι μοναδικό για τους ανθρώπους. Ψάρι, για παράδειγμα, δείξτε επίσης ένα κατώτατο όριο για ακριβή διάκριση ποσότητας στα τέσσερα.
Μια θεωρία που εξηγεί αυτό είναι ότι η μέτρηση έως και τεσσάρων δεν μετρά καθόλου. Ίσως ο εγκέφαλος πολλών ζώων να αναγνωρίζει έμφυτα ομάδες έως και τεσσάρων αντικειμένων, ενώ απαιτείται κατάλληλη μέτρηση (η διαδικασία της διαδοχικής μέτρησης του αριθμού των αντικειμένων που υπάρχουν) για αριθμούς πέραν αυτού.
Συγκρίνοντας την απόδοση διαφορετικών ειδών ζώων σε διάφορες εργασίες επεξεργασίας αριθμών, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα πώς οι διαφορές στο μέγεθος και τη δομή του εγκεφάλου επιτρέπουν την επεξεργασία αριθμών. Για παράδειγμα, οι μέλισσες έχουν αποδειχθεί στο παρελθόν ότι μπορούν να μετρήσουν και να κάνουν διακρίσεις αριθμούς έως τέσσερα, αλλά όχι πέραν. Θέλαμε να μάθουμε γιατί υπήρχε ένα όριο στα τέσσερα - και αν μπορούν να προχωρήσουν περισσότερο.
Το καλύτερο μέλισσα
Οι μέλισσες είναι εκπληκτικά καλοί στα μαθηματικά. Ανακαλύψαμε πρόσφατα ότι οι μέλισσες μπορούν να μάθουν συσχετίστε συγκεκριμένα σύμβολα με συγκεκριμένες ποσότητες, όπως και ο τρόπος με τον οποίο χρησιμοποιούμε αριθμούς για την αναπαράσταση αριθμών.
Οι μέλισσες μαθαίνουν να κάνουν αυτό το είδος δύσκολης εργασίας, εάν τους δοθεί μια ζάχαρη ανταμοιβή για την επιλογή της σωστής σχέσης και ένα πικρό υγρό για την εσφαλμένη επιλογή. Επομένως, αν θέλαμε να σπρώξουμε τις μέλισσες πέρα από τα τέσσερα όρια, γνωρίζαμε ότι η επιτυχία θα εξαρτηθεί από το να κάνουμε τη σωστή ερώτηση, με τον σωστό τρόπο, και να παρέχουμε χρήσιμα σχόλια στις μέλισσες.
Εκπαιδεύσαμε δύο διαφορετικές ομάδες μελισσών για να εκτελέσουν ένα έργο στο οποίο τους δόθηκε μια επιλογή από δύο διαφορετικά σχέδια, το καθένα που περιέχει διαφορετικό αριθμό σχημάτων. Θα μπορούσαν να κερδίσουν μια ανταμοιβή για την επιλογή της ομάδας των τεσσάρων σχημάτων, σε αντίθεση με άλλους αριθμούς έως δέκα.
Χρησιμοποιήσαμε δύο διαφορετικές στρατηγικές εκπαίδευσης. Μια ομάδα δέκα μελισσών έλαβε μόνο μια ανταμοιβή για μια σωστή επιλογή (επιλέγοντας μια ποσότητα τεσσάρων) και τίποτα για μια λανθασμένη επιλογή. Μια δεύτερη ομάδα 12 μελισσών έλαβε μια ζάχαρη ανταμοιβή για την επιλογή τεσσάρων, ή μια ουσία με πικρή γεύση εάν έκαναν ένα λάθος.
Στο τεστ, οι μέλισσες πέταξαν σε ένα λαβύρινθο σε σχήμα Υ για να κάνουν μια επιλογή, πριν επιστρέψουν στην κυψέλη τους για να μοιραστούν τις συλλεγόμενες γλυκές ανταμοιβές τους.
Κάθε πείραμα που διεξήχθη με μία μέλισσα διήρκεσε περίπου τέσσερις ώρες, οπότε κάθε μέλισσα είχε κάνει 50 επιλογές.
Οι μέλισσες εκπαιδεύτηκαν ατομικά και δοκιμάστηκαν σε λαβύρινθο σχήματος Υ όπου παρουσιάστηκε μια ανταμοιβή ζάχαρης στον πόλο ακριβώς μπροστά από το σωστό ερέθισμα. Συγγραφέας παρέχεται
Η ομάδα που έλαβε μόνο γλυκές ανταμοιβές δεν μπόρεσε να μάθει επιτυχώς να διακρίνει μεταξύ τεσσάρων και υψηλότερων αριθμών. Όμως η δεύτερη ομάδα έκρινε αξιόπιστα την ομάδα τεσσάρων αντικειμένων από άλλες ομάδες που περιέχουν υψηλότερους αριθμούς.
Έτσι, η ικανότητα των μελισσών να μάθουν υψηλότερη διάκριση σε αριθμό εξαρτάται όχι μόνο από τις έμφυτες ικανότητές τους, αλλά και από τους κινδύνους και τα οφέλη που προσφέρονται για αυτό.
Bee's eye view είτε από τέσσερις είτε πέντε οθόνες στοιχείων που θα μπορούσαν να διακριθούν. Τα ένθετα δείχνουν πώς βλέπουμε κανονικά αυτές τις εικόνες.
Τα αποτελέσματά μας έχουν σημαντικές επιπτώσεις στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος των ζώων μπορεί να έχει εξελιχθεί σε επεξεργασία αριθμών. Παρά το γεγονός ότι χωρίζονται από 600 εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης, τα ασπόνδυλα όπως οι μέλισσες και τα σπονδυλωτά, όπως οι άνθρωποι και τα ψάρια, φαίνεται να μοιράζονται ένα κοινό όριο για την ακριβή και γρήγορη επεξεργασία μικρών αριθμών. Αυτό υποδηλώνει ότι ενδέχεται να υπάρχουν κοινές αρχές πίσω από το πώς οι εγκέφαλοί μας αντιμετωπίζουν το ζήτημα της ποσότητας.
Τα στοιχεία από τη νέα μας μελέτη δείχνουν ότι οι μέλισσες μπορούν να μάθουν να επεξεργάζονται υψηλότερους αριθμούς εάν η ερώτηση και η εκπαίδευση παρουσιάζονται με τον σωστό τρόπο. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν μια απίστευτη ευελιξία στους εγκεφάλους των ζώων, όλων των μεγεθών, για την εκμάθηση να γίνονται αστέρια μαθηματικών.
Σχετικά με τους Συγγραφείς
Άντριαν Ντάιερ, Αναπληρωτής Καθηγητής, Πανεπιστήμιο RMIT; Τζάιρ Γκαρσία, Επιστημονικός συνεργάτης, Πανεπιστήμιο RMIT, να Σκάρλετ Χάουαρντ, Μεταδιδακτορικός ερευνητής, Université de Toulouse III - Paul Sabatier
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Βιβλία για το Περιβάλλον από τη λίστα με τα Best Sellers του Amazon
"Σιωπηλή Άνοιξη"
από τη Ρέιτσελ Κάρσον
Αυτό το κλασικό βιβλίο αποτελεί ορόσημο στην ιστορία του περιβαλλοντισμού, εφιστώντας την προσοχή στις βλαβερές επιπτώσεις των φυτοφαρμάκων και τις επιπτώσεις τους στον φυσικό κόσμο. Το έργο του Carson βοήθησε να εμπνεύσει το σύγχρονο περιβαλλοντικό κίνημα και παραμένει επίκαιρο σήμερα, καθώς συνεχίζουμε να παλεύουμε με τις προκλήσεις της περιβαλλοντικής υγείας.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"Η ακατοίκητη γη: Η ζωή μετά την θέρμανση"
του Ντέιβιντ Γουάλας-Γουέλς
Σε αυτό το βιβλίο, ο David Wallace-Wells προειδοποιεί για τις καταστροφικές συνέπειες της κλιματικής αλλαγής και την επείγουσα ανάγκη αντιμετώπισης αυτής της παγκόσμιας κρίσης. Το βιβλίο βασίζεται σε επιστημονική έρευνα και παραδείγματα πραγματικού κόσμου για να παρέχει μια νηφάλια ματιά στο μέλλον που αντιμετωπίζουμε εάν αποτύχουμε να αναλάβουμε δράση.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"Η κρυφή ζωή των δέντρων: Τι νιώθουν, πώς επικοινωνούν; Ανακαλύψεις από έναν μυστικό κόσμο"
από τον Peter Wohlleben
Σε αυτό το βιβλίο, ο Peter Wohlleben εξερευνά τον συναρπαστικό κόσμο των δέντρων και τον ρόλο τους στο οικοσύστημα. Το βιβλίο βασίζεται στην επιστημονική έρευνα και τις εμπειρίες του Wohlleben ως δασοφύλακα για να προσφέρει πληροφορίες για τους περίπλοκους τρόπους με τους οποίους τα δέντρα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και τον φυσικό κόσμο.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"Το σπίτι μας φλέγεται: Σκηνές μιας οικογένειας και ενός πλανήτη σε κρίση"
των Γκρέτα Τούνμπεργκ, Σβάντε Τούνμπεργκ και Μαλένα Έρνμαν
Σε αυτό το βιβλίο, η ακτιβίστρια για το κλίμα Γκρέτα Τούνμπεργκ και η οικογένειά της προσφέρουν μια προσωπική αφήγηση του ταξιδιού τους για να αυξήσουν την ευαισθητοποίηση σχετικά με την επείγουσα ανάγκη αντιμετώπισης της κλιματικής αλλαγής. Το βιβλίο παρέχει μια ισχυρή και συγκινητική περιγραφή των προκλήσεων που αντιμετωπίζουμε και της ανάγκης για δράση.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"The Sixth Extinction: An Unnatural History"
από την Elizabeth Kolbert
Σε αυτό το βιβλίο, η Elizabeth Kolbert εξερευνά τη συνεχιζόμενη μαζική εξαφάνιση ειδών που προκαλείται από την ανθρώπινη δραστηριότητα, βασιζόμενη σε επιστημονική έρευνα και παραδείγματα πραγματικού κόσμου για να παρέχει μια νηφάλια ματιά στον αντίκτυπο της ανθρώπινης δραστηριότητας στον φυσικό κόσμο. Το βιβλίο προσφέρει μια συναρπαστική έκκληση για δράση για την προστασία της ποικιλομορφίας της ζωής στη Γη.
