giovedì, Ottobre 17, 2019
ANIMALI

La matematica delle api

Questi insetti sociali hanno una certa propensione per la matematica: fanno semplici calcoli, comprendono lo zero e associano un simbolo alle quantità.

Immagine: Pixabay

La tentazione di distanziarci dagli altri animali e/o di stabilire una gerarchia tra le diverse specie è sempre stata piuttosto forte. Come in una sorta di cabala, o, viceversa, basandoci su incontrovertibili valori matematici, non facciamo che sottolineare come quella determinata abilità sia solo nostra (ma sarà vero?), o del tale animale, che quindi investiamo di una manifesta anche se discutibile superiorità rispetto agli altri. Gli stessi autori di un nuovo studio, che mostra come le api siano capaci di collegare i simboli ai numeri, sottolineano la differenza nella cifra di neuroni tra noi e questi insetti, come a suggerire quanto sia stupefacente che siano in grado di fare qualcosa che credevamo richiedesse una quantità maggiore di qualche caratteristica.

Perciò studiare questo tipo di comportamenti negli animali è tanto importante: riuscire a capire cosa ci accomuna a loro è molto più significativo di quanto pensiamo, così come capire in che modo le varie abilità si sono evolute, nel corso di milioni di anni. Carl Safina, biologo statunitense e autore del libro Al di là delle parole, è convinto che senza l’osservazione in natura molte delle conoscenze sul comportamento degli animali sarebbero errate o incomplete, criticando diversi studi, a suo dire effettuati utilizzando marchingegni e condizioni sperimentali troppo artificiosi.

Mettendo gli animali nelle condizioni giuste si possono ottenere risultati sorprendenti, che possiamo poi sfruttare per costruire qualcosa di nuovo, per migliorare qualcosa che esiste già, o semplicemente per accrescere la nostra conoscenza e ridimensionare il nostro ruolo nel mondo.

Dalla danza alla matematica

Oltre a una spiccata dote per la danza acrobatica, che segnala alle compagne la presenza e la posizione di una fonte di cibo, le api sembrano avere una certa dimestichezza con la matematica. I ricercatori le hanno addestrate ad associare un carattere a una quantità specifica, mostrando come siano in grado di apprendere che un simbolo rappresenti un importo numerico. Questa scoperta getta nuova luce su come le abilità numeriche possano essersi evolute nel corso dei millenni e apre nuove possibili strade alla comunicazione tra gli esseri umani e le altre specie animali.

La scoperta, pubblicata sulla rivista Proceedings of the Royal Society B, è dello stesso team franco-australiano che già aveva studiato come le api siano in grado di fare semplici calcoli aritmetici e di comprendere il concetto di zero. Ma lo studio, condotto dal Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT), potrebbe avere risvolti inaspettati: ad esempio nuovi approcci per un’elaborazione dati “bioispirata”, in grado di replicare i meccanismi animali.

Il professore associato Adrian Dyer spiega che, per quanto gli esseri umani siano la sola specie che ha sviluppato dei sistemi per rappresentare i numeri – allo stesso modo dei numeri arabi che utilizziamo tutti i giorni -, la ricerca mostra come questo concetto possa essere compreso e assimilato anche da cervelli molto più piccoli del nostro. Finora la capacità non era stata individuata e studiata negli insetti, mentre primati e uccelli avevano già mostrato di saper collegare simboli ai numeri. “Lo diamo per scontato una volta che abbiamo imparato i numeri da bambini, ma essere in grado di riconoscere cosa ‘4’ rappresenta davvero richiede un livello evoluto di abilità cognitive. Gli umani hanno oltre 86 miliardi di neuroni nel cervello, le api ne hanno meno di un milione, e ci separano oltre 600 milioni di anni di evoluzione,” ha sottolineato Dyer in un comunicato.

Le ricerche hanno mostrato come diversi animali non umani, tra cui i piccioni, i pappagalli, gli scimpanzé e altre scimmie, siano stati in grado di imparare che i simboli possono rappresentare i numeri. Se gli scimpanzé sono riusciti a imparare i numeri arabi e a metterli correttamente in ordine, il pappagallo cenerino (Psittacus erithacus) Alex sapeva chiamare i numeri per nome e fare somme. Ma simili capacità cognitive complesse potrebbero non essere a esclusivo appannaggio dei vertebrati…

Invertebrati alla riscossa

L’esperimento sulle api è stato condotto da Scarlett Howard, in precedenza dottoranda presso il Bio Inspired Digital Sensing-Lab del RMIT e ora assegnista di ricerca al Laboratoire Evolution et Diversité Biologique dell’Università di Tolosa III Paul Sabatier. In un labirinto a forma di Y, le singole api venivano addestrate a collegare correttamente un simbolo con un certo numero di elementi. Poi è stato verificato che potessero applicare la loro nuova conoscenza per abbinare il carattere a vari elementi della stessa quantità (ovvero, 3 può rappresentare tre banane, tre alberi o tre cappelli). Un secondo gruppo è stato istruito nell’approccio opposto, collegando un numero di elementi con un carattere. Se entrambi gli insiemi sono stati in grado di comprendere il proprio addestramento, i due diversi gruppi erano incapaci di invertire l’associazione e capire cosa dovessero fare quando messi alla prova con l’altro caso (da carattere a quantità o da quantità a carattere).

Secondo Howard, “questo suggerisce che l’elaborazione dei numeri e la comprensione dei simboli avviene in regioni diverse del cervello delle api, in maniera analoga al modo in cui processi separati si verificano nel cervello umano. I nostri risultati mostrano che le api non sono allo stesso livello degli animali che sono stati capaci di imparare i simboli come numeri e di portare a termine compiti complessi. Ma queste conclusioni hanno implicazioni su quello che sappiamo a proposito di apprendimento, inversione dei compiti e su come il cervello crea connessioni e associazioni tra i concetti. Scoprire come delle abilità numeriche così complesse possono essere afferrate da cervelli in miniatura ci aiuterà a capire come il pensiero matematico e culturale si è evoluto negli umani e, possibilmente, negli altri animali”.

In più, per Dyer “studiare il cervello degli insetti offre possibilità affascinanti per il design in futuro di sistemi di calcolo altamente efficienti. Quando cerchiamo soluzioni a problemi complessi, spesso troviamo che la natura ha già svolto il lavoro in maniera molto più elegante ed efficiente.”


Leggi anche: Uomini e animali: storia di differenze o somiglianze?

Articolo pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia.   

Giulia Negri
Comunicatrice della scienza, grande appassionata di animali e mangiatrice di libri. Nata sotto il segno dell'atomo, dopo gli studi in fisica ha frequentato il Master in Comunicazione della Scienza “Franco Prattico” della SISSA di Trieste. Ama le videointerviste e cura il blog di recensioni di libri e divulgazione scientifica “La rana che russa” dal 2014. Ha lavorato al CERN, in editoria scolastica e nell'organizzazione di eventi scientifici; gioca con la creatività per raccontare la scienza e renderla un piatto per tutti.

1 Commento

Rispondi

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: