Математический ум пчел: как медоносные пчелы освоили сложение и вычитание

До сих пор ведутся споры о том, могут ли животные обладать сложными математическими навыками или научиться им. Существует различие между количественным и числовым восприятием. Некоторые виды могут выполнять сложение и вычитание, но вопрос о том, могут ли животные, не относящиеся к человекообразным приматам, достичь уровня числового восприятия, остаётся открытым. Медоносные пчёлы, которые являются моделью для изучения восприятия и зрения насекомых, могут усваивать правила и концепции и демонстрируют некоторые способности к счёту и различению чисел.

От простых ассоциаций к арифметике

Долгое время считалось, что когнитивные способности пчел ограничиваются простыми ассоциациями и ориентацией в пространстве. Пчелы, несомненно, демонстрируют сложное поведение, такое как поиск нектара, навигация по сложным маршрутам и общение с помощью танцев. Однако, вопрос о том, могут ли они оперировать абстрактными понятиями, такими как числа, оставался открытым.

Прорыв произошел в 2019 году, когда группа ученых опубликовала результаты новаторского исследования, демонстрирующего, что медоносные пчелы могут научиться складывать и вычитать. В ходе эксперимента пчел обучали ассоциировать определенные цвета с математическими операциями: синий цвет означал сложение (+1), а желтый – вычитание (-1). Пчелам показывали набор стимулов (например, три синих квадрата), а затем предлагали выбрать один из двух вариантов: либо с количеством квадратов на один больше (сложение), либо на один меньше (вычитание). Правильный выбор вознаграждался сладким раствором сахарозы, а неправильный – хинина.

Рис. 1 Экспериментальный аппарат, используемый для обучения и тестирования свободно летающих пчёл на способность к сложению и вычитанию. Настройка оборудования для испытаний на вычитание (A) и сложение (B). На схеме показаны части Y-образного лабиринта и расположение стимулов. Когда пчёлы видят жёлтый образец (A), они должны вычесть из него один элемент, а когда пчёлы видят синий образец (B), они должны прибавить к нему один элемент. (На этой схеме не видна входная стена в первую камеру).

Удивительные результаты

Результаты эксперимента оказались поразительными. Пчелы не только успешно научились ассоциировать цвета с математическими операциями, но и смогли применять эти знания к новым числам. Это говорит о том, что пчелы не просто запоминали конкретные примеры, а действительно понимали принцип сложения и вычитания. Более того, пчелы смогли переносить навыки дискриминации чисел на навыки дискриминации размеров, что указывает на абстрактное кодирование величины.

Этот эксперимент показывает, что мозг пчелы, содержащий всего около миллиона нейронов, способен выполнять арифметические операции, которые ранее считались прерогативой гораздо более крупных мозгов позвоночных.

Заключение

Открытие числового мышления у медоносных пчел – это еще один пример того, как мир природы продолжает удивлять нас своими загадками и открытиями. Это исследование не только расширяет наше понимание когнитивных способностей насекомых, но и ставит под сомнение наши представления об интеллекте и его эволюции. Возможно, в будущем мы узнаем еще больше удивительных фактов о математическом уме пчел, которые помогут нам лучше понять работу мозга и разработать новые технологии.

Источник: DOI: 10.1126/sciadv.aav096