Bienen ordnen Zahlen von links nach rechts – Mentale Zahlenreihe auch bei Insekten nachgewiesen

Von klein bis groß: Bienen ordnen wie Menschen und Vögel Zahlen nach einer gedanklichen Reihenfolge, wie ein Experiment gezeigt hat. Daher ordnen die Insekten kleine Zahlen räumlich links und große Zahlen rechts zu. Dies deutet darauf hin, dass auch Wirbellose Zahlenmengen mental auf die gleiche Weise verarbeiten wie wir. Anders als lange angenommen, kann es sich bei solchen Zahlenreihen nicht um ein kulturelles Phänomen, sondern um ein biologisches Artenphänomen handeln.

Der mentale Zahlenstrahl ist eine Form der räumlichen Zahlendarstellung, die kleine Zahlen mit der linken Seite und große Zahlen mit der rechten Seite verbindet. Lange Zeit ging die Forschung davon aus, dass nur wir Menschen auf diese Weise mit Zahlen umgehen und wir uns die Methode erst kulturell aneignen müssen. Aber als mentale Zahlenfolgen bei Neugeborenen und schließlich bei Vögeln gefunden wurden, geriet die Theorie ins Wanken.

Doch wie verbreitet sind Zahlenreihen im Tierreich? Haben Insekten das auch? Diese Frage kann durch Tests an Honigbienen beantwortet werden. Ihr einzigartiges Gespür für Mathematik haben die Tiere bereits in früheren Experimenten unter Beweis gestellt. Sie können Mengen abschätzen, das Konzept der Null verstehen, einfache mathematische Aufgaben lösen und Mengen abstrakte Symbole zuordnen.

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Die drei führen zum Zuckersaft

Aber haben Honigbienen auch mentale Zahlenreihen? Um das herauszufinden, stellte ein Forschungsteam unter der Leitung von Martin Giurfa vom Forschungszentrum für Tierkognition in Toulouse, Frankreich, die Bienen vor eine neue Herausforderung. Zuerst trainierten die Forscher sie darauf, die Zahl Drei mit einer zuckerhaltigen Saftbelohnung zu assoziieren. Sie stellten diese Zahl als eine Menge identischer Formen dar, zum Beispiel drei Dreiecke oder drei Kreise.

Versuchsaufbau
Der Versuchsaufbau: In einer speziellen Holzkiste muss sich die Biene eine der Gabeln aussuchen. © Giurfa et al./PNAS/CC-by 4.0

Im nächsten Schritt mussten die Tiere das Gelernte in speziellen Y-förmigen Holzkisten anwenden. Sobald sie in die Testbox einflogen, konnten sie zwischen zwei Ausgängen zum weiteren Weg wählen, einen mit einem Drei-Punkte-Symbol und einen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Symbolen. Die meisten Bienen erkannten erfolgreich das Dreifachsymbol und steuerten in der Hoffnung auf Zuckersaft darauf zu.

Schatz, repariere es

Aber wie nehmen Tiere drei im Vergleich zu anderen Zahlen wahr? Um das zu beantworten, bauten die Forscher die Holzkiste nach. Als die Tiere nun einflogen, hatten sie die Wahl zwischen zwei identischen Symbolen. Je nach Runde war dies zweimal ein Symbol oder zweimal ein Fünf-Symbol. Theoretisch wäre es egal gewesen, welchen Ausgang die Tiere wählten.

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Dennoch: In der Box mit dem einen Symbol wählten 93 Prozent der Bienen das linke Symbol, während in der Box mit den fünf Symbolen 79 Prozent nach rechts flogen. Aber wieso? Die Forscher vermuteten, dass dies mit einer gedanklichen Rangordnung der Zahlenwerte zusammenhängt: Da die Bienen darauf trainiert waren, mit Dreien umzugehen, erschien es ihnen am logischsten, dass links eine niedrigere und rechts eine höhere Zahl stehen sollte. .

Um diese Deutung zu testen, wiederholten Giurfa und ihr Team das Experiment in abgewandelter Form, indem sie beispielsweise zunächst die Bienen darauf trainierten, eines statt der drei Symbole zu verwenden. Das Ergebnis war aber immer dasselbe: Waren die identischen Symbole im zweiten Durchlauf größer als der gelernte Vergleichswert, flogen die meisten Bienen nach rechts, waren sie kleiner, flogen sie nach links.

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Mentale Zahlenordnung in allen Wesen mit Zahlensinn

Das beweise, so das Forscherteam, dass auch Bienen Zahlen anhand einer gedanklichen Zahlenreihe ordnen. Die Links-Rechts-Richtung der Zahlenreihe könnte damit zusammenhängen, dass viele Tierarten asymmetrische Gehirnhälften haben, erklären die Biologen. Zum Beispiel haben frühere Experimente am Menschen gezeigt, dass unsere linke Hemisphäre hauptsächlich kleinere Zahlen verarbeitet und die rechte Hemisphäre größere.

Aber das ist nicht alles. Giurfa und seine Kollegen stellen die Hypothese auf, „dass die mentale Anordnung von Zahlen eine Form der numerischen Repräsentation ist, die sich in allen zahlenerkennenden neuronalen Systemen entwickelt hat, unabhängig von ihrer neuronalen Komplexität.“ Diese Form der Zahlenverarbeitung könnte also weit verbreiteter und allgemeiner sein als bisher angenommen.

Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Links-Rechts-Orientierung entgegen der lang gehegten Meinung wahrscheinlich eher biologisch als kulturell ist. (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022, doi: 10.1073/pnas.2203584119)

Quelle: Proceedings of the National Academy of Sciences

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