Цихлид и скатов научили прибавлять и вычитать единицу

Цихлиды и скаты понимают арифметические операции: немецкие исследователи научили восемь цихлид и восемь скатов складывать и вычитать по единице. Показателем, который указывал животным, какую из счетных операций они должны выполнить, был цвет подсчитываемых фигур: синий обозначал сложение, желтый — вычитание. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Многие позвоночные и беспозвоночные животные могут оценивать и сравнивать количество разных объектов. Чтобы определить число некоторых предметов, они могут использовать две стратегии, одна из которых опирается на непрерывные переменные, например, размер или площадь поверхности, занимаемой предметами, а другая — на дискретные величины, то есть количество предметов. Проще говоря, животные могут понять, сколько объектов перед ними в зависимости от того, сколько места занимают эти предметы, или, условно выражаясь, «пересчитав» их. Но не до конца известно, могут ли животные не только «пересчитать» предметы, но и совершать простые арифметические операции с числами. Эксперименты показали, что кроме человека вычитать и складывать числа умеют шимпанзе, орангутаны, макаки-резусы, верветки, серые попугаи, голуби, цыплята, а также пауки и медоносные пчелы.

Теперь Вера Шлюссель (Vera Schluessel) из Боннского университета и ее коллеги обнаружили, что подобная способность есть у цихлид и скатов. Для этого ученые провели пару экспериментов, в которых восемь цихлид и восемь скатов должны были прибавлять или вычитать единицу от чисел в диапазоне от двух до пяти.

Сперва животных научили ассоциировать синий цвет с операцией сложения, а желтый — с вычитанием. Для этого им в течение пяти секунд показывали набор из двух, четырех или пяти геометрических фигур (квадрат, круг, треугольник) синего или желтого цветов. Далее, в зависимости от цвета объектов, животные должны были из двух вариантов выбрать, а точнее, подплыть к верному. Соответственно, если фигуры были желтыми, то верным выбором был тот набор, что на один меньше предъявляемого, а, если же фигуры были синими, то животное должно было выбрать тот набор, где фигур на одну больше.

Каждый раз, когда цихлиды и скаты выбирали правильный ответ, они получали в качестве награды корм, и так научились ассоциировать цвет с необходимой операцией счета. В результате животные, выполняя три задачи подряд, давали 70 процентов или более правильных ответов.

После авторы проверили, смогут ли животные применить полученные навыки к величине, с которой они не встречались ранее. И на этом этапе в качестве стимульного материала ученые использовали набор из трех фигур, который как раз не встречался на этапе обучения.

Итак, авторы повторили тот же эксперимент, как и при обучении, но вознаграждение в этом случае животные получали только в 80 процентах верных решений (как бы случайно). Тем не менее во время операции сложения цихлиды верно выполнили задачу в 117 из 141 попытки (p  < 0,0001), скаты — в 58 из 60 попыток (p  < 0,0001). А при вычитании цихлиды выбрали правильный ответ в 96 попытках из 141 (p  < 0,01), скаты — в 54 попытках из 60 (p  < 0,001). То есть животные значительно чаще выбирали правильный ответ.

Затем исследователи проверили, выбирали ли животные просто большее или меньшее количество фигур, или же они действительно научились добавлять или вычитать ровно одну фигуру из исходного их числа. Для этого авторы несколько изменили задачу: теперь животные по-прежнему выбирали из двух вариантов, но один набор был больше или меньше на одну фигуру, а другой — на две фигуры. И в этой задаче животные чаще выбирали тот ответ, который отличался на единицу, а не на два. Цихлиды, складывая, выбрали вариант «плюс один» в 84 из 120 раз (p  < 0,001), скаты — в 54 из 60 раз (p  < 0,0001), а вычитая, цихлиды выбирали ответ «минус один» в 79 из 120 раз (p  < 0,001), когда скаты — в 52 из 60 раз (p  < 0,0001).

Таким образом исследователи научили восемь цихлид и восемь скатов прибавлять и вычитать единицу, а также показали, что эти животные могут успешно применять полученные навыки к не встречавшейся в опыте величине. Как отметили авторы, оба вида освоили сложение легче, чем вычитание. Такая способность к сложению и вычитанию у данных видов косвенно указывает на высоту их когнитивных способностей, о которой не всегда предполагалось. Для совершения подобной операции правила сложения и вычитания необходимо удерживать в памяти и одновременно с этим помнить и манипулировать набором заданных чисел.

Интересно, что медоносные пчелы, которые также научились считать, как цихлиды и скаты из актуального исследования, помимо того, способны сопоставлять символы с числами и наоборот. Этологи смогли научить их соотносить определенное число со знаком N и перевернутой Т, как и наоборот — знак с числом.

Екатерина Рощина