Paul Cunningham

Miten tutkia eläinten laskupäätä?

Oletko koskaan tanssinut valssia?  Yksi kaksi kolme…yksi kaksi kolme. Kun tanssi tulee tutuksi, ei enää tarvitse laskea. Annat mennä, flow vie mukanaan, jalat seuraavat perässä.

Mutta entä hyppyhämähäkit? Niiden kosiotanssi on stereotyyppistä. Ilman mitään oppia kaikki koiraat oppivat tanssimaan samalla tavalla. Samat askeleet. Samat muuvit.

Mutta entä kun koiras tanssii ensimmäisen kerran? Mahtaako se laskea askeleensa? Kaikkien kahdeksalla jalan askeleet? Tekeekö se harha-askeleita – eli toisin päin kysyttynä, joutuvatko noviisit tanssijat muita useammin naaraan syömiksi? Ottaako noviisi enemmän askeleita kuin pitäisi vai unohtaako se askelen tai kaksi? Käykö sillekin niin, että oppiessaan tanssimaan paremmin se lakkaa laskemasta askeliaan ja menee vain flown mukana.

Jos näin on, niin onko tanssi sitten eräänlaista laskemista? Numerot integroituna askeleisiin, jotka liikkuvat flown mukana. Tsa tsa tsaa. Klap. Klap.

Eläinten laskukyky on kiehtova kysymys. Vuonna 2009 julkaistussa tutkimuksessa uusiseelantilaiset tutkijat porasivat lankkuun reikiä ja pudottivat sinne herkullisia toukkia niin, että toukkia himoitseva pikkulintu näki mitä tutkija teki. Reikiä oli monta ja juju siinä, että eri reikiin pantiin eri määrä toukkia.

Linnut  tiesivät ainakin eron paljon ja vähän välillä, sillä kaikki linnut lensivät suoraan sille kololle, jossa toukkia oli eniten. Kun tutkijat manipuloivat koeasetelmaa siten, että yhteen koloon pantiin ensin paljon toukkia, mutta osa toukista poistettiin kun lintu ei sitä nähnyt, linnut menivät hämilleen. Toukkien määrän ollessa vähäisempi kuin mitä lintu oli nähnyt koloon laitettavan, se söi toukat nopeasti pois ja jäi tutkimaan koloa – kuin kysyen, missä ne lopuvat ovat.

Italialaiset tutkijat taas osoittivat, että aivan pienet kananpojat osaavat laskea vähintään viiteen. Se on koko lailla paljon, sillä vuoden ikäinen ihmislapsi laskee vain kahteen. Tutkimuksessa vastasyntyneet tipuset laitettiin yhteen keltaisen pehmopallon kanssa. Ne leimautuivat palloon, ja jos palloa liikutettiin, ne seurasivat sitä.

Seuraavaksi tutkijat laittoivat eri määrän palloja kahden verhon taakse. Tipunen sai kurkistaa verhojen taakse ja katsoa, missä sen "äidit" ovat. Tulokset osoittivat, että tipuset hakeutuivat aina sellaisen verhon taakse, jossa oli eniten palloja. Niillä oli myös hyvä laskukyky. Jos toisen verhon takana oli neljä palloa ja toisen takana viisi, ne valitsivat aina jälkimmäisen. Laskukyvyn rajat tulivat kuitenkin viidessä pallossa. Jos toisen verhon takana oli viisi ja toisen takana kuusi palloa, tipuset eivät kyenneet enää kertomaan eroa niiden välillä.

Muutama vuosi sitten kirjoitin jutun parviälystä, jossa kerrottiin Stanfordin yliopiston Deborah Gordonin mielenkiintoisesta muurahaistutkimuksesta. Siinä oli tarkasteltu muurahaisten päätöksentekoa. Lainaan vanhaa juttuani tähän:

"Gordonin ryhmä on tutkinut muurahaisten työnjakoa. Joka aamu pieni joukko tiedustelijoita lähtee etsimään ruokaa, ja kun ne palaavat pesälle, ne lähettävät liikkeelle suuremman osaston. Kaikki aamut eivät kuitenkaan ole samanlaisia. Joskus ravinnonetsijöitä on valtavasti, joskus vain vähän ja joskus ei ollenkaan. Miten ne siis päättävät, kuinka suuri porukka ravinnonhakuun tarvitaan?

Gordonin mukaan pesälle palaavat tiedustelijat eivät vaihda keskenään informaatiota, kuten "kaktuksen juurella on kuollut lepakko". Päätös riippuu vain siitä, missä tahdissa paluu tapahtuu.
Jos tiedustelijat saapuvat esimerkiksi parin sekunnin välein, se voi merkitä, että ulkona on peto tai huono ilma eikä sinne kannata mennä. Jos paluuväli on 30 sekuntia tai enemmän, aika on muurahaiselle liian pitkä. Se ehtii unohtaa ensimmäisen tiedustelijan ennen seuraavan tuloa eikä taaskaan aktivoidu. Tämäkin voi olla järkevää, sillä harvakseltaan palaaminen tarkoittaa, että ravintoa on vähän tai se on kaukana.

Jos tiedustelijat sen sijaan tulevat pesälle noin kymmenen sekunnin välein, etsijät lähtevät. Ulkona täytyy olla ravintoa, koska tiedustelijat eivät palaa, elleivät ne ole löytäneet jotakin."

Mitä mieltä olette? Eikö tämä ole eräänlaista laskemista? Kuinka monta tyyppiä tulee ajassa X sisään?

Varsin mielenkiintoisen otoksen ötököiden matemaattisesta vaistosta tarjoaa myös tuore australialaistutkimus, joka koskee sikäläisten mehiläislajien välisiä sotia. Itse mehiläiset (Tetragonula) ovat pistimettömiä, mutta ne voivat käydä toisten mehiläisten kimppuun leuoillaan. Tutkijat tiesivät, että Tetragonula-suvun koloniat käyvät joskus taisteluun toisia Tetragonula-kolonioita vastaan, mutta sen enempää asiasta ei tiedetty. Ei edes sitä, tapahtuvatko sodat saman lajin sisällä vai eri lajien välillä. 

Tutkija Paul Cunningham Queenslandin yliopistosta päätti ottaa selvää. Hän seurasi useita mehiläissotia, ja havaitsi, että ne todella käydään eri lajien välillä. Mutta mikä ratkaisi sen, kumpi laji voittaa? Vastaus oli yksinkertainen: Pelkkä miesvoima. Periaate on, että jos hyökkäävässä koloniassa on 101 työläistä ja puolustavassa 100, hyökkääjät voittavat aina.

Cunningham havaitsi, että hyökkäys ja puolustus olivat itsemurhaoperaatioita. Kun hyökkääjä ja puolustaja kohtasivat ilmassa, ne iskeytyivät toisiinsa leuoillaan ja putosivat maahan. Molemmat kuolivat. Aina. Poikkeuksetta. Näin kysymys strategiasta kilpistyi yksinkertaiseksi kysymykseksi siitä, kumpia on enemmän: puolustajia vai hyökkääjiä. Kun pesän puolustajat olivat kuolleet viimeiseen mieheen (oikeasti naiseen), jäljelle jääneet hyökkääjät ajoivat pesän muut asukkaat, kuten koiraat ja kuningattaret pois, ja valtasivat pesän itselleen.
Mielenkiintoinen kysymys onkin, missä vaiheessa yksi kolonia päätää hyökätä toisen kimppuun. Laskevatko ne ensin oman ja sitten vieraiden miesvahvuuden ja tekevät päätöksen vasta sitten?

Kommentit (4)

deezee
Liittynyt6.6.2011
Viestejä1643

Kiehtovia ajatuksia. Yksi seikka tuli mieleeni: miten paljon esim. kananpoikien tapauksessa on kyse siitä, että ne ehkä kykenevät erottamaan yhdellä kertaa korkeintaan viisi kohdetta siten, että ne tajuavat ne erillisinä, ja kuudesta alkaen erittely ei enää kykene pitämään muistissa lisää kohteita. Silloin ei tarvitse varsinaista lukumäärien laskemisen taitoa, eikä käsitystä lukumääristä, vaan erittelemisen taitoa ja kykyä verrata kahta tällaista erittelyä keskenään.

Eli puhun tässä niistä aivojen toiminnoista, jotka hoitavat object permanencen (mitä onkaan suomeksi) neurologiset prosessit. Object permanencea varten kohteethan pitää eritellä, koska muuten esineen erillisestä olemassaolosta ei olisi tietoa.

http://en.wikipedia.org/wiki/Object_permanence

jussipussi
Liittynyt6.12.2009
Viestejä25045
All species—bees, octopuses, ravens, crows, magpies, parrots, tuna, mice, whales, dogs, cats and monkeys—are capable of sophisticated, learned, nonstereotyped behaviors that would be associated with consciousness if a human were to carry out such actions. Precursors of behaviors thought to be unique to people are found in many species. For instance, bees are capable of recognizing specific faces from photographs, can communicate the location and quality of food sources to their sisters via the waggle dance, and can navigate complex mazes with the help of cues they store in short-term memory (for instance, “after arriving at a fork, take the exit marked by the color at the entrance”). Bees can fly several kilometers and return to their hive, a remarkable navigational performance. And a scent blown into the hive can trigger a return to the site where the bees previously encountered this odor. 

None other than Charles Darwin, in the last book he published, in the year preceding his death, set out to learn how far earthworms “acted consciously and how much mental power they displayed.” Studying their feeding and sexual behaviors for several decades—Darwin was after all a naturalist with uncanny powers of observation—he concluded that there was no absolute threshold between lower and higher animals, including humans, that assigned higher mental powers to one but not to the other.

http://www.scientificamerican.com/article/is-consciousness-universal/?page=1

käyttäjä-3779
Liittynyt12.5.2014
Viestejä1112

http://totul.md/en/expertitem/750.html

Until now it remains unknown how the scarab beetle calculates the trajectory of its victim. In the 50s years of last century, the U.S. military was interested by this unique ability. They wanted to learn about this super-sensitive "guidance system" of the scarab beetle and to apply it into the control system for missiles, surface-to-air and air-to-air missiles, but all these studies had no results. Such missiles have not been created.

Ihmisen näkökulmasta kärpäsen lentorata äkillisine suunnanvaihdoksineen on ennustamaton, mutta egyptiläinen scarabee, kultakuoriainen, ei välitä siitä, vaan lentää melkein siipiään liikuttamatta kohti pakenevaa saalistaan ja suvereenisti nappaa sen suuhunsa.

Omistaako se korkeamman matemaattis-biologisen tiedon kärpäsen radanlaskurista ja siihen perustuen laskee, missä uhri juuri halutulla hetkellä on? Vai ohjaako se jollain tavalla pakenevan kärpäsen haluamaansa paikkaan?

USA:n sotateollisuus yritti ohjuksillaan jäljitellä scarabeen kykyä saavuttaa mutkitteleva saalis, mutta turhaan. 

käyttäjä-3779
Liittynyt12.5.2014
Viestejä1112

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130624093524.htm

Tutkijat ovat huomanneet, että kasvien öinen tärkkelyksen (sokeripolymeerin) kulutus on kasvin kasvun kannalta optimaalinen, t.s. kasvi "syö" juuri oikean määrän päivällä valmistamaansa sokeria välttyäkseen nälkiintymiseltä ja kasvaakseen nopeasti.

Kasvi suorittaa jakolaskun jakaen syötävissä olevan määrän yön hetkien määrällä (tai vastaavilla koodimäärillä), minkä jälkeen yön hetkeä kohti syötävä annos on helppo "lohkaista".

Arabidopsis-kasvi oli ensimmäinen, jonka laskukykyä tutkittiin

https://www.google.fi/search?q=arabidopsis+plant+pi&biw=1280&bih=585&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=B7VXVK3YAseVaoiYgegE&ved=0CC4QsAQ

 

Seuraa 

Käsikopelolla

Jani Kaaro on tiedetoimittaja ja tietokirjailija, joka tekee havaintoja tieteen maailmasta ja sen liepeiltä. Jani odottaa lukijoilta vinkkejä mielenkiintoisista tutkimuksista ja toivoo myös yhteydenottoja tieteentekijöiltä, jotka haluavat esitellä omia töitään.

Teemat

Kategoriat