Удивительные математики дикой природы: 5 животных, которые умеют считать

Долгое время считалось, что математика — исключительная прерогатива человека. Однако современные исследования показывают, что способность оценивать количество — древний эволюционный инструмент, который широко распространен в животном мире. Расскажем лишь про некоторых животных, которые владеют счетом.

1. Медоносные пчелы

Казалось бы, мозг пчелы размером с семечко не способен на сложные вычисления. Однако эксперименты доказывают обратное.

В лабораторных условиях пчел обучали правилам простой арифметики в лабиринте. Насекомым показывали набор из нескольких синих или желтых фигур, где синий цвет означал, что дальше нужно выбрать картинку, где фигур на одну больше, а желтый — где фигур на одну меньше, чем на первой картинке.​

Внутри лабиринта в двух «рукавах» висели две новые картинки: на одной было «правильное» количество фигур, на другой — неправильное. За правильный выбор пчела получала сироп, за неправильный — горький раствор хинина, так насекомые постепенно выучивали правило «синий = плюс один, жёлтый = минус один». После обучения пчелы стабильно справлялись с задачей, демонстрируя способность к абстрактному сложению и вычитанию. [1]

Зачем пчеле такие навыки? Все просто: для навигации и эффективного сбора нектара. Возвращаясь к цветку, пчела подсчитывает количество ориентиров — деревьев, кустов или других заметных объектов — на своем пути. Это позволяет ей строить наиболее короткий и безопасный маршрут между источником пищи и ульем.

Более того, исследования показали, что пчелы воспринимают концепцию «ничего» или нуля, корректно располагая пустое множество в числовом ряду между одним и двумя объектами, что является нетривиальной абстрактной способностью. [2] 

2. Львицы

В суровом мире саванны неверная оценка сил может стоить жизни. Львицы продемонстрировали блестящие способности к тактическому счету, основанные на слухе. Исследователи в национальном парке Серенгети проводили эксперименты, проигрывая записи рычания незнакомых львиц, тем самым имитируя вторжение чужого прайда на территорию. Реакция местных львиц напрямую зависела от численного соотношения.

Одна львица почти никогда не решалась ответить на рык даже одного чужака, понимая риски. Группа из трех защитниц смело бросала вызов одному незваному гостю, но избегала конфронтации с тремя. Атаковать группу из трех чужаков решались только прайды, насчитывавшие пять и более львиц. [3] 

Этот звуковой расчет жизненно важен для выживания прайда. Львицы должны мгновенно оценить, есть ли у них численный перевес, достаточный для победы без серьезных травм. Способность отличить один рык от трех позволяет принять стратегическое решение: атаковать, чтобы защитить потомство и ресурсы, или отступить, чтобы избежать губительного конфликта. Такое коллективное принятие решений, основанное на количественной оценке, подчеркивает высокий уровень социального интеллекта этих хищников.

3. Вороны

Вороны вида Corvus moneduloides, обитающие в Новой Каледонии и на близлежащих островах, давно привлекают ученых своим интеллектом. Эти птицы из сломанных палочек делают специальные крючки, которыми добывают жуков из-под коры деревьев. 

Нейробиологические исследования добавили к их портрету еще одну яркую черту — осознанный счет. В эксперименте птицам на экране показывали от одной до пяти точек, которые затем исчезали. Задача вороны состояла в том, чтобы клювом «выстукать» на сенсорной панели ровно столько раз, сколько точек она видела. Птицы успешно справлялись, давая около 73% правильных ответов, что исключало простую случайность. [4]  

Удивительно, но ученым удалось зафиксировать, как работает мозг вороны во время счета. Оказалось, что в области мозга под названием паллий существуют особые нейроны, каждый из которых активируется на определенное количество. Один нейрон реагирует на три объекта, другой — на четыре и так далее. Эта специализация очень похожа на систему, обнаруженную у приматов.

Такой «аппаратный» подход к числам позволяет воронам не только оценивать количество, но и, вероятно, использовать эту информацию, чтобы решать задачи на сообразительность.

4. Макаки-резусы

Макаки-резусы разделяют с человеком базовые принципы работы с числами. В классическом эксперименте обезьянам и добровольцам среди людей показывали два набора точек, которые нужно было мысленно сложить, а затем выбрать верную сумму из двух предложенных. И макаки, и люди справлялись с задачей с высокой точностью (76% и 94% соответственно), а время их реакции и характер ошибок были поразительно схожи. Ошибки чаще возникали, когда нужно было сложить или сравнить близкие числа, например, 5+6 или 8+9. [5]  

Это сходство указывает на общий эволюционный механизм — систему приблизительного, или аналогового, счисления. Макаки, как и люди, мысленно представляют числа в виде «ментальной линии», где величины расположены последовательно. Такой способ позволяет быстро сравнивать, складывать и вычитать, не прибегая к точному пересчету.

В природе это помогает обезьяне, например, оценить, сколько плодов осталось на дереве после того, как часть сорвали ее сородичи. И решить, стоит ли тратить силы на это дерево или поискать другое.

5. Кальмары-фараоны

Даже головоногие моллюски, чья эволюционная линия радикально отличается от позвоночных, демонстрируют зачатки количественного мышления.

В эксперименте перед кальмарами-фараонами помещали два прозрачных контейнера с разным количеством живых креветок. Животные стабильно выбирали для атаки тот отсек, где добычи было больше, уверенно отличая, например, одну креветку от пяти. Правда, когда выбор становился точнее, то есть надо было отличить двух креветок от трех, кальмару было сложнее принять решение. Впрочем, большинство моллюсков все же справлялось с задачей. [6]  

Следовательно, математика нужна кальмарам для более эффективной охоты. Они анализируют потенциальную добычу и выбирают для нападения ту группу, где креветок больше.

Так что способность воспринимать и использовать количественную информацию — не роскошь, а необходимость, которую природа «изобретала» многократно и для самых разных форм жизни. А тот факт, что количественное сравнение доступно существам с иным типом нервной системы, говорит о том, что эта способность невероятно древняя.