Summende Rechenkünstler: Honigbienen können lernen, einfache Matheaufgaben zu lösen. Schon nach kurzem Training begreifen sie, dass Blau für Addition und Gelb für Subtraktion steht und fliegen dann zielsicher die richtige Lösung der Aufgabe an. Das Erstaunliche daran: Solche Rechenoperationen beruhen auf komplexen mentalen Prozessen, die man Insekten bisher nicht zugetraut hätte. Nur von einigen Wirbeltieren sind solche Mathefähigkeiten bisher bekannt.

Honigbienen sind echte „Schlaumeier“ unter den Insekten: Sie merken sich den Weg zu besonders nektarreichen Blüten, kommunizieren auf komplexe Weise mit ihren Artgenossen und verfügen sogar über einen Sinn für Mathematik. Denn die Bienen können auf Anhieb Mengenunterschiede erkennen und begreifen sogar das abstrakte Konzept der Zahl „Null“ als leerer Menge – eine Fähigkeit, die menschliche Kinder erst mit vier Jahren entwickeln.

Rechnen ist keine triviale Leistung

Doch wie sieht es mit den Rechenfähigkeiten der Honigbienen aus? Können die schlauen Insekten auch Aufgaben wie 2+1 oder 4-1 lösen? Auch wenn uns diese Matheaufgaben leicht erscheinen, beruhen sie doch auf komplexen mentalen Prozessen: „Arithmetische Operationen wie die Addition und Subtraktion erfordern zwei Ebenen der Informations-Verarbeitung“, erklären Scarlett Howard von der RMIT University in Melbourne und ihre Kollegen. „Die erste besteht in der Repräsentation der numerischen Attribute und die zweite ist die mentale Manipulation dieser Repräsentationen im Arbeitsgedächtnis.“

Anders ausgedrückt: Wer diese Aufgaben lösen will, muss einen Sinn für Mengen besitzen – bei den Bienen ist das der Fall. Dazu aber muss man die Regeln des Rechnens im Gedächtnis behalten und dann mithilfe des Kurzzeitgedächtnisses die Zahlen der jeweiligen Rechenoperation unterziehen. Kann die Biene das? Bisher waren solche Fähigkeiten nur von einigen Wirbeltieren wie Schimpansen, Orang-Utans, Rhesusaffen, Krähen, Graupapageien und Tauben bekannt.

Mathestunde für Honigbienen

Für den Mathetest der Bienen trainierten die Forscher die Tiere zunächst darin, bestimmte Farben mit einer Rechenoperation gleichzusetzen: Sahen sie am Eingang zur Entscheidungskammer mehrere gelbe Quadrate, bedeutete dies, sie sollten ein Element davon abziehen. Waren die Quadrate dagegen blau gefärbt, galt es, ein Quadrat zu addieren. Die Zahl der Anfangs-Objekte variierte dabei von eins bis fünf.

Anzeige

Matheaufgabe für Bienen: Wenn Gelb für -1 steht, welche Quadrate-Anzahl ist dann die richtige Lösung? © Podbregar

Nach Durchfliegen des Eingangs gelangte die Honigbiene in eine Kammer mit zwei Ausgängen. An einem war die korrekte Lösung zu sehen, am anderen eine falsche. Flog die Biene in den Arm mit der richtigen Anzahl von Quadraten, erhielt sie zur Belohnung einen Tropfen Zuckerwasser. Nach 100 Trainingsdurchgängen folgte der entscheidende Test: Die Bienen sollten erstmals mit einer Ausgangsmenge von drei Quadraten rechnen – etwas, das sie zuvor nicht geübt hatten. Würden sie die Rechenaufgaben richtig lösen?

Aufgaben gelöst!

Das Ergebnis: Schon in der Trainingsphase erwiesen sich die Honigbienen als zunehmend erfolgreich. „Es gab eine signifikante Zunahme der korrekten Entscheidungen im Laufe der 100 Durchgänge“, berichten die Forscher. Und auch am Abschlusstest entschieden sich die summenden Probanden zu 60 bis 70 Prozent für die richtige Lösung. „Das ist signifikant mehr als reiner Zufall“, so Howard und ihr Team.

Nach Ansicht der Forscher demonstriert dies, dass Honigbienen rechnen können. Sie können lernen, einfache Additionen und Subtraktionen nach vorgegebenen Regeln durchzuführen – und die einmal gelernten Regeln auch auf neue Mengen und Formen übertragen. Und noch eine mentale Leistung kommt hinzu: Das Element, das die Insekten jeweils hinzufügen oder abziehen sollten, war nicht sichtbar – sie mussten diese Rechenoperation daher als abstraktes Konzept durchführen.

Im Bienenalltag durchaus nützlich

Natürlich wird die Honigbiene in ihrem Alltag selten Matheaufgaben lösen müssen. Aber die mit dieser Rechenfähigkeit verknüpften mentalen Prozesse könnten ihr biologische Vorteile bringen: „So könnte dies nützlich sein, um abzuwägen, welche Blütenmerkmale beim Nektarsammeln wertvolle Ressourcen ankündigen und welche nicht“, erklären die Forscher. Wenn die Biene Regeln lernen und anwenden kann, profitiert sie im Sammelalltag durchaus davon.

Wie die Bienen es allerdings schaffen, solche komplexen Aufgaben mit ihrem eher kleinen Hirn zu bewältigen, wissen die Forscher bisher nicht. Die Mathefähigkeit dieser Insekten demonstriere aber, dass ein großes komplexes Gehirn dafür offenbar nicht immer nötig sei. „Das deutet darauf hin, dass eine fortgeschrittene numerische Kognition im Tierreich weiter verbreitet sein könnte als bisher angenommen“, sagt Howards Kollege Adrian Dyer. (Science Advances, 2019; doi: 10.1126/sciadv.aav0961)

Quelle: RMIT University

Bienen – Wunder der Natur . © ProSieben

7. Februar 2019

- Nadja Podbregar