Dat bijen slimme dieren zijn, moeten we niet meer zeggen, maar in Australië wilde men wel eens weten hoe slim dat dan wel is.
Zo werden er in 2021 specifieke testen uitgevoerd om te zien of bijen kunnen rekenen.
In de podcast ‘Behind the veil’ van Buddha Bee Apiary episode 4 (18 jan 21) wordt Dr Scarlett Howard van de Demkin universiteit van Melbourne (Australië), die betrokken was in het onderzoek, hierover bevraagd.
Op 17 febr 21 volgde een publicatie op de website www.iflscience.com die wat bijkomende informatie verschaft.
Een foeragerende werkster zal doorgaans terugkeren naar eenzelfde plaats zolang er daar voldoende kwalitatief voedsel te vinden is dat ze kan meenemen naar het volk. Van die eigenschap werd in het experiment in Australië gebruik gemaakt. Zo liet men de bijen één voor één komen naar een testopstelling in een Y-vorm.
Testopstelling schemaHet concept ‘minder dan’
In een eerste test kwamen de bijen aan bij de opsplitsing van de Y en zagen ze links en rechts een plaat hangen waarop één of meerdere vormen te zien waren (vb 2 driehoeken op de linkse plaat en 4 driehoeken op de rechtse). Als de bij in de richting vloog waar er het minste vormen op de plaat te zien waren, kreeg ze suikerwater als beloning. Nam ze de andere richting, dan kreeg ze het bittere kinine.
Eens de bijen doorhadden wat de bedoeling was, kozen ze meestal de gewenste richting.
Na het bezoek van een bij werd de opstelling sowieso gepoetst zodat de bijen geen geursporen konden achterlaten om vals te spelen en werden nieuwe platen opgehangen.
De onderzoekers besloten uit dit experiment dat de bijen het concept ‘minder dan’ konden vatten.
Het nul-concept
Bij het ontstaan van de wiskunde, begreep de mens dat het niet aanwezig zijn van iets ook diende uitgedrukt te worden in een cijfer. Hij bedacht daarom het nul-concept. Nul is eigenlijk een onnatuurlijk begrip dat slechts weinig dieren kunnen begrijpen.
Om te zien hoe de bijen hierop scoorden, werden in een nieuwe test geen beloningen meer gegeven aan de bijen die het concept ‘minder dan’ hadden begrepen. Op één van beide platen werden geen vormen getoond. De bijen snapten dadelijk dat ze naar de richting dienden te vliegen waar er geen vormen op de plaat aanwezig waren.
De onderzoekers besloten hieruit dat de bijen het nul-concept snapten, m.a.w. als er geen vormen aanwezig waren, begrepen ze dat ze nul konden plaatsen in een getallenrij en dat nul minder was dan eender welk aantal vormen.
Plus één en Min één
De onderzoekers besloten nog een stap verder te gaan en keken of bijen ook kunnen optellen. Zo boden ze aan de splitsing van de Y twee platen aan met een aantal vormen (vb 2 driehoeken en 3 driehoeken). Aan één kant werd dan een plaat opgehangen met het juiste resultaat (in dit geval dus 5 driehoeken) en aan de andere kant een plaat met een willekeurig gekozen verkeerd antwoord. Dit bleek voor de bijen toch te moeilijk te zijn.
Daarom werd een nieuw experiment uitgevoerd. Aan de splitsing zagen de bijen nu één plaat met een aantal vormen op. Als de plaat geel gekleurd was, moesten de bijen het aantal vormen op de plaat min één doen. Als de plaat blauw gekleurd was, moesten ze het aantal vormen plus één nemen. Zoals in het vorige experiment waren er vervolgens twee richtingen mogelijk met aan één kant het juiste en aan de andere kant een foutief antwoord.
Dit is op zich een complexe bewerking voor de bijen. Ze moeten hiervoor immers zowel hun korte termijngeheugen als hun lange termijngeheugen aanspreken. Het lange termijn geheugen wordt aangesproken voor de bewerking (ze moeten onthouden dat geel min is en blauw plus). Het korte termijngeheugen is nodig om te onthouden hoeveel vormen ze zagen op de eerste plaat.
Hier bleek dat maar liefst 60 tot 70% van de bijen na een aantal pogingen de juiste richting nam.
De onderzoekers besloten dat dit hoger ligt dan een simpele 50% gok-kansberekening en dat bijen dus wel degelijk in staat zijn, na training, één eenheid bij te tellen of af te trekken van een cijfer.
Zijn alle bijen even goed in rekenen?
Tijdens het experiment bleek dat alle bijen in staat waren de hierboven aangehaalde concepten te leren, maar dat de leercurve van de ene bij al steiler was dan deze van de andere. Men heeft niet echt gezocht naar de redenen hierachter, maar dr Howard veronderstelt dat dit te maken heeft met de leeftijd van de bij en haar ervaringen in het veld als foerageerbij. Bijkomend werd de opstelling steeds ‘ad random’ aangepast, waardoor de verschillende bijen niet dezelfde opeenvolging van opgaven voorgeschoteld kregen. Dat kan ook een impact gehad hebben op de snelheid van het doorhebben van wat er gewenst werd.
Wat kan men doen met deze wetenschap?
Een menselijk brein heeft naar schatting zo’n 80 tot 100 miljard zenuwcellen. Dat van een bij heeft er slechts ongeveer 1 miljoen. Toch is de bij in staat snel een aantal zaken te leren. Het is deze efficiëntie van het bijenbrein dat de wetenschappers interesseert. Eens ze kunnen begrijpen hoe het komt dat het kleine bijenbrein de hierboven aangehaalde complexe taken kan uitvoeren, denken ze eraan om deze concepten op te nemen in systemen met artificiële intelligentie.
In Australië heeft men veel publiciteit gemaakt rond de resultaten van het onderzoek met een positieve insteek: men wilde aan het publiek tonen dat insecten ook slimme wezens zijn en dat je dus best respect hebt voor deze dieren.
Maar dan…
Slechts één maand na de publicering van bovenstaande resultaten verscheen in iflscience het artikel ‘Turns Out Bees Were Cheating When They Convinced Us They Could Do Math’.
Dit artikel verwijst naar een studie die werd gepubliceerd in ‘Proceedings of the Royal Society’. In deze studie kregen bijen vier platen voorgeschoteld. Als ze naar de plaat vlogen met de meeste vormen erop, kregen ze een beloning. Dit is dus vergelijkbaar met het ‘minder dan’ experiment van de Australische wetenschappers.
Als de bijen gesnapt hadden wat van hen verwacht werd, werden twee paar platen aangeboden met evenveel vormen erop. Het verschil tussen de platen was hoe de vormen erop geplaatst werden (verder uiteen of dichter bij elkaar) en er werden ook wijzigingen aangebracht aan de vormen zelf (groter of kleiner, aangepaste randen, bollingen, etc).
Indien de bijen echt het aantal vormen zouden tellen, zouden ze even vaak naar de twee platen vliegen met het hoogste aantal vormen erop. Dit bleek niet het geval te zijn. De bijen die getraind waren om te vliegen naar de meeste vormen, vlogen wel naar de platen met het hoogste aantal variabelen (de vormen met de meest interessante aanpassingen).
Hieruit besloten de onderzoekers dat de bijen niet getraind waren op het aantal vormen, maar dat ze eerder visuele aspecten gebruikten die gelinkt zijn aan de vorm op zich bij het kiezen van de ‘oplossingen’ in het experiment. Kort door de bocht werd gesteld dat de bijen het onderscheid kunnen maken tussen platen met verschillende aantallen elementen zonder dat hun hersenen numerieke gegevens hoeven te verwerken. Ze zouden dus aan wiskunde doen zonder getallen.
Mijn persoonlijke mening is dat de titel van het artikel van iflscience gewoonweg fout gekozen is. De bijen hebben helemaal niet valsgespeeld. De onderzoekers hebben gewoon de verkeerde conclusie getrokken :).
Feit is dat de bijen wel degelijk de juiste oplossingen vonden voor het gestelde probleem en dat op zich is toch wel heel opmerkelijk.
bronnen : podcast ‘Behind the veil’ van Buddha Bee Apiary episode 4 (18 jan 21) en www.iflscience.com.