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Contano… per far colpo sull’altro sesso

by Lettere21

Pappagalli, scimpanzé e api sono veri geni della matematica. Perché saper fare calcoli è fondamentale, per difendersi dai nemici e… far colpo sull’altro sesso

Gli scimpanzé fanno calcoli senza problemi. I macachi, nelle somme, sfidano gli studenti. Le iene sanno valutare le quantità al volo. Persino le galline contano come noi (senza offesa per chi non è mai stato un genio della matematica, a scuola). E adesso si scopre che anche le api capiscono un concetto tutto sommato complesso come l’assenza di ogni cosa: lo zero. Questi insetti sono infatti gli ultimi arrivati – per ora – nel club dei “matematici bestiali”: gli animali che rivelano capacità di calcolo che si pensava fossero un’esclusiva di noi umani.

NIENTE. Cominciamo allora… da zero: dall’esperimento che ha provato come le api comprendano il concetto di “niente”. Lo ha condotto Adrian Dryer della Rmit University di Melbourne, in Australia. Ha insegnato alle api a discriminare tra due pannelli con sopra un certo numero di puntini. La regola era che se volavano verso quello con meno punti ricevevano acqua zuccherata. Come previsto, le api hanno imparato il meccanismo: del resto, test precedenti avevano mostrato che sanno contare (tengono conto dei segnali posti sul percorso tra l’alveare e una fonte di cibo). Ma sono andate oltre: tra un pannello puntinato e uno con zero puntini, hanno scelto il secondo, dimostrando di capire che il “niente” è la quantità minore. A noi umani scolarizzati sembra banale, ma non lo è affatto. «Lo zero è un concetto difficile da comprendere, in realtà; anche i bambini impiegano un po’», ha chiarito Dryer. Finora si era dimostrato alla portata di pochi animali, come scimmie e pappagalli (che sanno fare molto altro, come vedremo). Ora sappiamo che lo capiscono anche insetti con cervelli da meno di un milione di neuroni (noi ne abbiamo circa 85 miliardi).

NON SONO EINSTEIN, MA… Siamo dunque circondati da esseri viventi che potrebbero risolvere le equazioni più rapidamente di un liceale? Chiariamo cosa si intende con “capacità matematiche”. Queste creature non maneggiano i simboli matematici come noi, a meno che non vengano addestrate apposta: non capiscono cioè i numeri, che sono un linguaggio, ovvero simboli associati a una quantità. Ciò che si studia negli animali è la loro capacità di valutare la cosiddetta numerosità: le api dell’esperimento, per esempio, sapevano solo che dovevano andare verso il pannello con meno pallini. Tutti i vertebrati che abbiamo studiato – mammiferi, uccelli, rettili, anfibi – possiedono una capacità rudimentale chiamata approximate number system: un “sistema numerico approssimato” per valutare la numerosità in un insieme. Un uccello può capire al volo quale tra due mucchi di semi è più numeroso, o un predatore valutare quale gruppo di prede convenga attaccare.

E SE SONO TROPPI? Le capacità matematiche, dunque, sono uno strumento di sopravvivenza fondamentale. Le iene, per esempio, vivono in gruppi dalle dimensioni variabili: devono difendere il loro territorio dai branchi “estranei”, e per questo è importante valutare quanto i rivali sono numerosi, e se quindi è prudente andare all’attacco. È qui che entra in gioco la matematica: le iene riescono a contare con precisione quanti “nemici” hanno di fronte ascoltando i loro versi, come ha mostrato un esperimento di Sarah Benson-Amram della Michigan State University (Usa): se contavano meno estranei rispetto ai membri del proprio gruppo, si azzardavano ad avvicinarsi all’altoparlante con cui la ricercatrice diffondeva i versi. Per altri, invece, la matematica è “solo” questione di successo con l’altro sesso: è il caso del maschio della rana tungara, che vive nelle foreste di Centro e Sud America. Si fa notare dalle femmine con un canto fatto da un suono fischiante seguito da un sonoro schiocco. Se però nei paraggi c’è un altro maschio che si esibisce, ecco che il suo canto si conclude con due schiocchi. Se il rivale fa lo stesso, il nostro maschio aumenta di uno schiocco, poi di un altro, arrivando al massimo consentito dal fiato (sei-sette). Queste competizioni richiedono di contare gli schiocchi e di emetterli con un ritmo costante; anche le femmine devono tenere il conto, per accoppiarsi con l’esemplare che ne produce di più. Per i piccoli pesci, invece, far parte di un grande gruppo significa meno chance di finire in bocca a un predatore. Ecco allora che serve una valutazione “raffinata” della quantità, anche quando la differenza è minima e non salta all’occhio. Detto in modo semplice: è più facile distinguere 1 da 5 che 4 da 5. I guppy, piccoli pesci d’acqua dolce, riescono per esempio a distinguere tra un gruppo da otto e uno da dieci pesci o tra uno da quattro e uno da cinque (il rapporto tra le due quantità è chiamato contrast ratio, e nel caso del guppy è 0,8, dove il massimo possibile è 1). Così, se può, il guppy nuota verso il gruppo più numeroso. Lo spinarello è persino più bravo: riesce a distinguere bene tra un gruppo di 18 pesci e uno di 21 (contrast ratio di 0,86).

MACACHI CONTRO STUDENTI. Ma contare è solo la base, perché gli animali sanno fare ben di più. È il caso di quei geniacci dei nostri cugini scimpanzé, che padroneggiano lo zero, come abbiamo detto, e fanno operazioni. Si è visto che sanno sommare i dolcetti contenuti in due scodelle poste su un vassoio e confrontarli con quelli contenuti in altre due scodelle, poste su un secondo vassoio. In altre parole capiscono quale vassoio contiene la quantità di dolcetti maggiore: ci azzeccano nel 90% dei casi. Non solo. Imparano ad associare una quantità di oggetti al corrispondente simbolo numerico: ovvero quattro oggetti al 4, cinque al 5 e così via. Negli anni ’80, la scimpanzé Ai – nel laboratorio di Tatsuro Matsuzawa dell’Università di Kyoto in Giappone – divenne famosa come il primo animale ad aver imparato a usare i numeri arabi. Anche altri primati non se la cavano male. Jessica Cantlon della University of Rochester (Usa) ha messo due macachi rhesus a confronto con 14 studenti. Dovevano fare la somma tra due insiemi di punti, visti al computer. I risultati? Be’, gli studenti sono stati più accurati, ma il tempo di risposta è stato circa lo stesso. E gli uccelli? Alex, un pappagallo cenerino addestrato dalla psicologa Irene Pepperberg, imparò a contare fino a 6 e capiva il concetto di “niente”. Ma poi ci sono stati altri casi. Un esperimento ha mostrato che un uccellino come la balia bruna neozelandese fa… addizioni e sottrazioni: tiene il conto degli appetitosi bruchi che gli scienziati mettono in un contenitore e si “stupisce” se il numero finale (aumentato o diminuito senza che gli uccelli vedano) non è giusto. E le galline, considerate non proprio brillanti? Pulcini associano quantità più basse alla sinistra e più alte alla destra: potrebbero avere una rappresentazione spaziale dei numeri simile alla nostra, in una linea che va da sinistra a destra.

LE EQUAZIONI NO, PERÒ. Insomma, gli animali contano come noi. Non sappiamo ancora quando e come siano nate le capacità matematiche, ma almeno per i vertebrati è possibile che si tratti di un carattere molto primitivo che si è poi diffuso. È però indubbio che, nonostante queste abilità, nessun animale ha mai risolto un’equazione, e anche sulle operazioni elementari la concorrenza con gli umani è impari. Già, perché la matematica come la intendiamo noi Homo sapiens è davvero un’altra cosa. Ma questa è un’invenzione recente. Non molto tempo fa, in termini evolutivi, un contadino ha avuto un’ideona: perché non usare un pezzo di corteccia con due tagli per rappresentare i miei due covoni di fieno, che voglio scambiare con il mio vicino che ha appena raccolto l’uva? La matematica ai cacciatori-raccoglitori non serviva, tanto che anche le odierne popolazioni che vivono di caccia non la conoscono: è nata per ragioni pratiche e commerciali, per l’agricoltura, l’allevamento e quelle attività che coinvolgono grandi quantità di uno stesso bene: un gregge, un raccolto…. Da lì in poi la matematica è decollata, fino a diventare un linguaggio estremamente complesso e preciso, ma è un’esplosione puramente culturale, nata da una piccola differenza iniziale tra noi e il resto degli animali. Tuttavia, avere scoperto che le basi del pensiero matematico sono comuni tra noi e una scimmia o un’ape non è solo una curiosità. Il prossimo passo in queste ricerche, dopo aver approfondito le basi neurologiche della cognizione dei numeri, sarà un’indagine sulle basi genetiche. Conoscere la storia evolutiva delle strutture cerebrali legate alla numerosità potrebbe aiutarci a curare problemi come la discalculia, il disturbo nell’apprendimento dell’aritmetica. Ci sono poi applicazioni hi-tech: l’esperimento sulle api ha dimostrato che è sufficiente un piccolo cervello per poter comprendere concetti complessi come lo zero. E, secondo gli autori, studi come questo potrebbero avere applicazioni sullo sviluppo dell’intelligenza artificiale. Dai calcoli dell’ape a quelli del computer, il passo potrebbe essere breve.

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