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研究人员发现,蜜蜂知道3代表什么(以及2和4)

这意味着蜜蜂能够识别一个具体数值,而不仅仅是相对数值。

作者:Sarah White
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一只小蜜蜂,呀呀呀…图片来源:yod67/Shutterstock

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人类猴子鸽子蜜蜂都能理解大于或小于的符号概念,并在更大的或更小的数量之间进行选择。现在,由法国图卢兹保罗·萨巴蒂埃大学的Martin Giurfa领导的一个团队的最新研究,首次表明蜜蜂也像其他脊椎动物一样,能够识别一个具体数值,而不仅仅是相对数值。这意味着它们懂得数字3的含义,而不仅仅是识别出3比2大。这项研究今天发表在《生物学快报》上,是关于蜜蜂数学认知“一项重要的贡献”和“正在增长的研究工作的一部分”,澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT University)的昆虫视觉科学家Adrian Dyer(未参与该研究)如此评价。

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我们已经知道蜜蜂会加法理解零,以及识别数字符号。这些新的研究结果表明,蜜蜂能够灵活地运用绝对和相对数值推理,这与人类的推理方式相似。

3是甜美的数字

为了弄清楚蜜蜂是利用精确数字做出决策,还是仅仅利用大小关系,研究人员首先使用一个Y形盒子来训练蜜蜂。就像走到十字路口一样,研究中的每只蜜蜂都必须决定走哪条路才能获得美味的糖水奖励。

蜜蜂可以选择Y形盒子任一分支的路径,通往三个点或两个点,以获得奖励。(图片来源:Bortot et al. 2019 Biology Letters)

Bortot et al. 2019 Biology Letters

一半的蜜蜂看到了代表数值2与3的标志(相应数量的点),而另一半的蜜蜂看到了代表数值3与4的标志。在训练过程中,两组蜜蜂都因为选择了3的路径而获得奖励,对于第一组蜜蜂来说,3是较大的数字,而对于第二组蜜蜂来说,3是较小的数字。重要的是,这些视觉标志包含大小和密度略有不同的圆圈,因此数字值是蜜蜂唯一可以依赖的恒定特征。换句话说,它们实际上是在学习3的含义,而不仅仅是点的特定图像。

训练后,蜜蜂再次来到Y形盒子里的十字路口,但现在要面对新的标志。其中一个标志对两组蜜蜂来说都有些熟悉,因为它仍然只是3个点,只是排列方式不同。但另一个标志上有新的点数:接受了数字2训练的蜜蜂看到了4个点的标志,反之亦然。

目的是要准确地了解蜜蜂从训练中学到了什么。如果它们学会了“总是选择较大/较小的数字”,那么它们现在就会选择带有新数字的路径。但它们没有。相反,大多数蜜蜂更倾向于飞向标有熟悉的3个点的路径。换句话说,它们知道3的含义。

同样的差异

但蜜蜂并非平等对待所有数字。

当3与4比较时,学习3的数值比与2比较时更困难。在训练过程中,3对4的组合中,蜜蜂在选择3或4时各有50%的概率。相比之下,那些需要在2和3之间选择的蜜蜂,选择了3的比例接近70%,这表明它们并非随机选择。由于蜜蜂对这两个连续的数字对反应不同,研究人员认为,蜜蜂和人类一样,都会受到数字大小效应的影响。

在人类身上,这种效应在更大的数字上更为明显——我们确定罐子里有100个还是101个糖果比确定有10个还是11个糖果要困难得多,尽管两对数字的差异相同。对于蜜蜂来说,它们能够轻松识别的极限可能在4或5左右,但之前的研究并不完全清楚。这种社会性昆虫与人类之间的相似性,引发了关于蜜蜂数学认知的新问题。

4是蜜蜂能够数数的实际上限吗?蜜蜂一次性数物体和逐个计数是否有区别?Giurfa希望在后续研究中验证这些问题的答案,并将这种无脊椎动物的数学认知与蜜蜂智能的其他证据联系起来。

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对于研究人员来说,确定蜜蜂计算的神经机制可能还有很长的路要走。但一旦我们理解了蜜蜂如何用小得多、简单的脑子来执行相当复杂的任务,Dyer说,这最终可能会启发更高效的计算机芯片(也许是“我蜂M”,I Bee M),而目前这些芯片都是以哺乳动物神经元为模型的。

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