Abeilles domestiques: les maths de la nature sifflent. SR Howard, Auteur fourni
Les abeilles sont très douées en maths - du moins en ce qui concerne les insectes. Nous savons déjà, par exemple, qu'ils peuvent compter jusqu'à quatre et même comprendre le concept de zéro.
Mais dans une nouvelle étude, publié aujourd'hui dans le Journal of Experimental Biology, nous montrons que les abeilles peuvent aussi comprendre un nombre supérieur à quatre, à condition de fournir un retour d’information pour les réponses correctes et incorrectes à mesure qu’elles apprennent.
Même nos propres cerveaux sont moins habiles à gérer nombres supérieurs à quatre. Bien que nous puissions estimer facilement jusqu'à quatre éléments, le traitement de nombres plus importants nécessite davantage d'effort mental. D'où pourquoi, lorsqu'on lui demande de compter, un jeune enfant va parfois répondre avec “1, 2, 3, 4, plus”!
Si vous ne me croyez pas, essayez le test ci-dessous. Les différents groupes de couleurs représentant les étoiles 1-4 sont faciles à compter rapidement et avec précision. Cependant, si nous essayons d'estimer le nombre d'étoiles en une fois en ignorant les couleurs, cela demande plus de concentration, et même dans ce cas, notre précision a tendance à être moindre.
Pour un nombre d'éléments allant de 1-4, comme représenté ici en différentes couleurs, nous traitons très efficacement le nombre exact. Cependant, si nous essayons d'estimer le nombre d'étoiles en même temps en ignorant les couleurs, cela demandera beaucoup plus d'effort cognitif.
Cet effet n'est pas propre aux humains. Fish, par exemple, montrent également un seuil pour une discrimination de quantité précise à quatre.
Une théorie pour expliquer cela est que compter jusqu'à quatre ne compte pas vraiment. Il se peut que le cerveau de nombreux animaux reconnaisse de manière innée des groupes de quatre éléments au maximum, alors qu'un comptage correct (le processus consistant à compter séquentiellement le nombre d'objets présents) est nécessaire pour les nombres au-delà.
En comparant les performances de différentes espèces animales dans diverses tâches de traitement du nombre, nous pouvons mieux comprendre comment les différences de taille et de structure du cerveau permettent le traitement du nombre. Par exemple, il a déjà été démontré que les abeilles domestiques sont capables de compter et de distinguer les numéros jusqu'à quatre, mais pas au-delà. Nous voulions savoir pourquoi il y avait une limite à quatre - et s'ils pouvaient aller plus loin.
Meilleur abeille
Les abeilles sont étonnamment bonnes en maths. Nous avons récemment découvert que les abeilles peuvent apprendre à associer des symboles particuliers à des quantités particulières, un peu comme nous utilisons des chiffres pour représenter des nombres.
Les abeilles apprennent à faire ce type de tâche difficile si on leur donne une récompense sucrée pour avoir choisi la bonne association et un liquide amer pour avoir mal choisi. Donc, si nous devions pousser les abeilles au-delà du seuil des quatre, nous savions que le succès dépendrait de notre capacité à poser la bonne question, de la bonne manière, et à fournir un retour d'information utile aux abeilles.
Nous avons formé deux groupes différents d'abeilles pour effectuer une tâche dans laquelle on leur a présenté un choix de deux modèles différents, chacun contenant un nombre différent de formes. Ils pourraient gagner une récompense en choisissant le groupe de quatre formes, par opposition à d'autres nombres allant jusqu'à dix.
Nous avons utilisé deux stratégies d’entraînement différentes. Un groupe de dix abeilles n'a reçu qu'une récompense pour un choix correct (en choisissant une quantité de quatre) et rien pour un choix incorrect. Un deuxième groupe d'abeilles 12 a reçu une récompense sucrée pour en avoir choisi quatre, ou une substance au goût amer si elle a commis une erreur.
Lors du test, les abeilles ont volé dans un labyrinthe en forme de Y pour faire un choix, avant de retourner dans leur ruche pour partager leurs récompenses sucrées.
Chaque expérience menée avec une seule abeille a duré environ quatre heures, heure à laquelle chaque abeille avait fait des choix 50.
Les abeilles ont été individuellement entraînées et testées dans un labyrinthe en Y où une récompense en sucre était présentée sur le poteau directement devant le stimulus approprié. Auteur fourni
Le groupe qui n'a reçu que de belles récompenses n'a pas pu apprendre à faire la différence entre quatre et plus. Mais le second groupe a distingué de manière fiable le groupe de quatre articles parmi les autres groupes contenant des nombres plus élevés.
Ainsi, la capacité des abeilles à apprendre une discrimination fondée sur le nombre élevé dépend non seulement de leurs capacités innées, mais également des risques et des avantages qui en découlent.
Vue à vol d'oiseau de quatre ou cinq affichages d'éléments qui pourraient être discriminés. Les insertions montrent comment nous voyons normalement ces images.
Nos résultats ont des implications importantes pour comprendre comment le cerveau des animaux peut avoir évolué pour traiter des nombres. Bien qu'ils soient séparés par des millions d'années d'évolution 600, les invertébrés tels que les abeilles et les vertébrés tels que les humains et les poissons semblent partager le même seuil pour le traitement précis et rapide de petits nombres. Cela suggère qu'il peut exister des principes communs derrière la manière dont notre cerveau aborde la question de la quantité.
Les preuves de notre nouvelle étude montrent que les abeilles peuvent apprendre à traiter des nombres plus élevés si la question et la formation sont présentées correctement. Ces résultats suggèrent une incroyable flexibilité dans le cerveau des animaux, de toutes tailles, pour apprendre à devenir des stars des mathématiques.
À propos des auteurs
Adrian Dyer, Professeur agrégé, Université RMIT; Jair Garcia, Chercheur, Université RMITet Scarlett Howard, Chercheur Postdoctoral, Université de Toulouse III - Paul Sabatier
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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