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Bienen ordnen Zahlen von links nach rechts

Mentale Zahlenreihe auch bei Insekten nachgewiesen

Honigbiene
Honigbienen zählen von links nach rechts. © Shaiith /Getty images

Von klein nach groß: Bienen ordnen, ebenso wie Menschen und Vögel, Zahlen nach einer mentalen Zahlenreihe, wie ein Experiment ergeben hat. Die Insekten assoziieren demnach kleine Zahlen räumlich mit links und große Zahlen mit rechts. Dies legt nahe, dass auch wirbellose Tiere Zahlenmengen mental auf ähnliche Weise verarbeiten wie wir. Anders als lange gedacht könnten solche Zahlenreihen demnach kein kulturelles Phänomen sein, sondern ein artübergreifendes biologisches.

Die mentale Zahlenreihe ist eine Form der räumlichen Zahlendarstellung, bei der kleine Zahlen mit der linken und große Zahlen mit der rechten Seite in Verbindung gebracht werden. Lange Zeit ging die Forschung davon aus, dass nur wir Menschen auf diese Weise mit Zahlen umgehen und die Methode zuvor kulturell erlernen müssen. Als mentale Zahlenreihen jedoch auch bei Neugeborenen und schließlich bei Vögeln festgestellt wurden, geriet die Theorie immer mehr ins Wanken.

Doch wie weit verbreitet sind Zahlenreihen im Tierreich? Verfügen auch Insekten darüber? Diese Frage lässt sich durch Tests mit Honigbienen beantworten. Die Tiere demonstrierten bereits in früheren Experimenten ihren herausragenden Sinn für Mathematik. Sie können Mengen abschätzen, verstehen das Konzept der Null, lösen einfache Rechenaufgaben und ordnen Mengen abstrakte Symbole zu.

Die Drei führt zum Zuckersaft

Doch haben die Honigbienen zusätzlich auch mentale Zahlenreihen drauf? Um das herauszufinden, hat ein Forscherteam um Martin Giurfa vom Forschungszentrum für Kognition bei Tieren im französischen Toulouse die Bienen vor eine neue Herausforderung gestellt. Zunächst trainierten die Wissenschaftler sie darauf, die Zahl Drei mit einer Belohnung in Form von Zuckersaft zu assoziieren. Diese Zahl stellten sie dabei als Menge gleicher Formen, zum Beispiel drei Dreiecken oder drei Kreisen, dar.

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

Im nächsten Schritt mussten die Tiere in speziellen Y-förmigen Holzboxen das Gelernte anwenden. Sobald sie in die Testbox flogen, konnten sie für den weiteren Weg zwischen zwei Ausgängen wählen, einem mit einem Dreier-Symbol und einem mit einer abweichenden Symbol-Anzahl. Die meisten Bienen erkannten das Dreier-Symbol erfolgreich wieder und steuerten in der Hoffnung auf Zuckersaft gezielt darauf zu.

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Bienchen, sortier‘ einmal

Doch wie nehmen die Tiere die Drei im Vergleich zu anderen Zahlen wahr? Um das zu beantworten, bauten die Wissenschaftler die Holzkiste um. Wenn die Tiere nun hineinflogen, hatten sie die Wahl zwischen zwei identischen Symbolen. Je nach Durchgang war dies zweimal ein Einer-Symbol oder zweimal ein Fünfer-Symbol. Theoretisch hätte es also keinen Unterscheid gemacht, welchen Ausgang die Tiere wählten.

Dennoch: In der Kiste mit den Einer-Symbolen entschieden sich 93 Prozent der Bienen für das linke Symbol, in der Kiste mit den Fünfer-Symbolen flogen sie dagegen zu 79 Prozent auf das rechte zu. Aber warum? Die Forschenden vermuteten, dass dies mit einer mentalen Reihung der Zahlenwerte zusammenhängen könnte: Weil die Bienen auf die Drei trainiert waren, war es für sie offenbar am logischsten, dass eine geringere Zahl links und eine höhere Zahl rechts stehen muss.

Um diese Interpretation zu überprüfen, wiederholten Giurfa und ihr Team die Experimente in abgewandelter Form, indem sie die Bienen etwa zunächst auf das Einer- statt auf das Dreier-Symbol trainierten. Doch das Ergebnis war immer dasselbe: Waren die identischen Symbole im zweiten Durchlauf größer als der erlernte Vergleichswert, flogen die meisten Bienen nach rechts, waren sie kleiner, flogen sie nach links.

Mentale Zahlenreihen bei allen Lebewesen mit Zahlensinn

Laut Forschungsteam beweist das: Auch Bienen ordnen Zahlen mithilfe einer mentalen Zahlenreihe. Die Links-Rechts-Richtung der Zahlenreihe könnte damit zusammenhängen, dass viele Tierarten asymmetrische Hirnhälften haben, erklären die Biologen. In früheren Experimenten beim Menschen zeigte sich zum Beispiel, dass unsere linke Hirnhälfte vorwiegend kleinere Zahlen verarbeitet und die rechte größere.

Doch nicht nur das. Giurfa und seine Kollegen vermuten, „dass die mentale Zahlenreihe eine Form der numerischen Repräsentation ist, die sich evolutionär in allen Nervensystemen mit Zahlensinn entwickelt hat, unabhängig von ihrer neuronalen Komplexität.“ Diese Form der Zahlenverarbeitung könnte also weitaus verbreiteter und allgemeingültiger sein als bisher angenommen.

Zusammengenommen legen diese Ergebnisse nahe, dass die Links-Rechts-Orientierung – anders als lange gedacht – wahrscheinlich biologisch und nicht kulturell bedingt 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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