纸黄蜂能够行为类似于逻辑推理

密歇根大学的一项新研究提供了传递性推论的第一个证据，即在非无脊椎动物中使用已知关系来推断未知关系的能力：低纸质黄蜂。

传承推理被认为是人类演绎能力的标志，是一种用于推理的逻辑推理形式：如果A大于B，B大于C，则A大于C.

但是近几十年来，包括猴子，鸟类和鱼类在内的脊椎动物已经证明了使用传递推理的能力。

唯一一项在无脊椎动物中评估TI的研究发现，蜜蜂无法胜任这项任务。对该结果的一种可能解释是蜜蜂的小神经系统强加了认知限制，以防止这些昆虫进行传递性推断。

纸黄蜂的神经系统大致相同 - 大约一百万个神经元 - 就像蜜蜂一样，但它们表现出一种复杂的社会行为，这种行为在蜜蜂群体中是看不到的。密歇根大学的进化生物学家伊丽莎白蒂贝茨想知道纸黄蜂的社交能力是否能让他们在蜜蜂失败的地方取得成功。

为了找到答案，Tibbetts和她的同事们测试了两种常见的纸种，即Polistes dominula和Polistes metricus，是否可以解决传递推理问题。该团队的研究结果计划于5月8日在Biology Letters期刊上发表。

“这项研究增加了越来越多的证据表明昆虫的微型神经系统并不限制复杂的行为，”生态学与进化生物学系教授蒂贝茨说。

“我们并不是说黄蜂使用逻辑演绎来解决这个问题，但他们似乎使用已知的关系来推断未知的关系，”Tibbetts说。“我们的研究结果表明，复杂行为的能力可能受到行为有益的社会环境的影响，而不是受到大脑尺寸的严格限制。”

为了测试TI，Tibbetts和她的同事首先从密歇根州安娜堡附近的几个地方收集了纸质黄蜂。

在实验室中，训练个体黄蜂以区分称为前提对的颜色对。每对中的一种颜色与轻度电击相关，而另一种颜色则没有。

“我很惊讶黄蜂是如何快速准确地了解这些前提对，”蒂贝茨说，他已经研究了纸蜂的行为20年。

后来，黄蜂被呈现出他们不熟悉的成对颜色，他们不得不在颜色之间进行选择。Tibbetts说，黄蜂能够将信息组织成一个隐含的层次结构，并使用传递推理来选择新的对。

“我认为黄蜂可能会像蜜蜂一样感到困惑，”她说。“但他们毫不费力地确定某种特定颜色在某些情况下是安全的，而在其他情况下并不安全。”

那么，为什么黄蜂和蜜蜂 - 它们的大脑都比一粒米还小 - 在传递性推理测试中表现得如此不同?一种可能性是不同类型的认知能力在蜜蜂和黄蜂中受到青睐，因为它们表现出不同的社会行为。

蜜蜂殖民地有一个女王和多个同等排名的女工。相比之下，纸蜂群有几个被称为基因的生殖雌性。这些基金会与其竞争对手竞争并形成线性支配等级。

黄蜂在等级中的排名决定了生殖，工作和食物的份额。传递推理可以让黄蜂迅速推断出新的社会关系。

研究人员假设，同样的技能可能使女性纸黄蜂能够在传递性推理测试中自发地组织信息。

几千年来，传递推理被认为是人类认知的标志，并被认为是基于逻辑演绎。最近，一些研究人员质疑TI是否需要更高阶的推理，或者可以用更简单的规则来解决。

Tibbetts和她的同事的研究表明，纸黄蜂可以构建和操纵隐含的层次结构。但它没有声称这种能力的确切机制。

在之前的研究中，Tibbetts和她的同事表明，纸黄蜂通过面部标记的变化识别他们物种的个体，并且他们对不熟悉的面部的黄蜂表现得更加积极。

研究人员还证明，纸黄蜂拥有令人惊讶的长记忆，并将其行为建立在他们对以前与其他黄蜂的社交互动记忆中。

新生物学快报的其他作者- Jorge Agudelo，Sohini Pandit和Jessica Riojas--都是本科生。

这项工作得到了国家科学基金会和密歇根大学多丽丝公爵保护学者项目的支持，该项目由Doris Duke慈善基金会资助。所有实验均符合美国法律和国际道德标准。

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