Le api sanno riconoscere i numeri: la scoperta che sorprende gli scienziati
Nella Giornata mondiale delle api, scopriamo il loro lato matematico: dalla scienza la conferma che questi preziosi impollinatori sappiano davvero fare calcoli.
Il 20 maggio si festeggia la Giornata mondiale delle api, istituita dall’ONU nel 2017 sensibilizzare l’opinione pubblica sull’importanza degli impollinatori. È l’occasione perfetta per ricordare quanto le api siano fondamentali per il nostro ecosistema e quanto pesi per il futuro del Pianeta la minaccia alla loro sopravvivenza, determinata da pesticidi e cambiamenti climatici. Di questi preziosi insetti, noti per regalarci un prodotto eccezionale come il miele, oggi vi sveliamo una straordinaria abilità: la matematica.
Molti di noi sono cresciuti con il mito del “non sono portato per la matematica”. Eppure, liquidare la nostra mente in questo modo potrebbe essere un colossale errore di valutazione evolutiva. La matematica non è un’invenzione accademica, è l’alfabeto stesso con cui è scritto il libro della natura, dai frattali geometrici che disegnano le coste (ma anche i broccoli), alle spirali che regolano la disposizione dei petali in un fiore, solo per citare alcuni esempi particolarmente artistici.
Per gli animali — e non parliamo solo di organismi superiori, ma anche di piccoli invertebrati — possedere abilità matematiche è una questione di sopravvivenza, utile a valutare dove ci sia più cibo o a calcolare le distanze. Le api sono in tal senso delle campionesse.
Dalle addizioni al concetto di zero: i primi indizi
Che le api avessero una marcia in più nel calcolo lo si è capito nel 2019, attraverso una ricerca condotta da un gruppo di scienziati australiani e francesi, pubblicata su Science Advances. “Nel regno animale, la capacità di contare – o almeno di distinguere tra quantità diverse – era già stata notata nelle rane, nei ragni e persino in qualche pesce”, scriveva in occasione della pubblicazione dello studio l’Università Bocconi di Milano sul blog B4Math, evidenziando l’importanza della scoperta. La ricerca aveva portato alla dimostrazione che le api non solo comprendono il concetto astratto di “zero” (un traguardo cognitivo tutt’altro che banale per l’evoluzione umana), ma sono persino in grado di eseguire calcoli aritmetici di base.
Per dimostrarlo, i ricercatori avevano ideato un test basato sull’utilizzo di un labirinto a forma di Y. All’ingresso del labirinto veniva sottoposto alle api un problema da risolvere, sotto forma di un set di forme geometriche (da una a cinque) da sommare o sottrarre, caratterizzate da un colore specifico: il blu a indicare le addizioni (+1) e il giallo per le sottrazioni (-1). Gli insetti accedevano quindi a una “stanza di calcolo”, in cui valutare la soluzione prima di imboccare uno dei due bracci.
In fondo erano posizionate le due risposte: quella corretta, corredata da una ricompensa di acqua zuccherata, e quella sbagliata, accompagnata da una punizione a base di chinino amaro. Incredibilmente, dopo un centinaio di sessioni di training, gli insetti hanno imparato ad associare il blu a +1 e il giallo a -1 e, applicando questa regola, a risolvere correttamente l’operazione. Sapere che un cervello così piccolo può processare simboli e calcoli ha aperto scenari enormi, con applicazioni in campi all’avanguardia come l’intelligenza artificiale.
Le api sanno davvero contare?
Come spesso accade nella scienza, davanti a risultati così sorprendenti è nato un acceso dibattito. Molti scienziati scettici hanno sollevato un dubbio metodologico: le api sanno davvero “contare” o vengono semplicemente ingannate da altri indizi visivi?
Una stanza con quattro cerchi ha una densità visiva e una configurazione spaziale diversa da una con due cerchi. Il sospetto dei critici era che gli insetti si affidassero a una stima generale della grandezza, sulla base della superficie totale degli elementi, anziché elaborare informazioni numeriche. In tal senso, si sarebbe trattato di una semplice valutazione di variabili visive continue (un trucco percettivo) e non di una reale discriminazione della numerosità, l’unica necessaria per fare veri calcoli.
A risolvere definitivamente la questione è intervenuto di recente uno studio internazionale pubblicato sulla rivista Proceedings of the Royal Society B. La ricerca ha visto la partecipazione del Cimec (Centro interdipartimentale Mente Cervello) dell’Università di Trento, attraverso le figure del ricercatore post doc Mirko Zanon e del professore ordinario Giorgio Vallortigara.
I ricercatori si sono resi conto che i modelli matematici usati fino a quel momento dagli “scettici” per smentire le abilità di calcolo delle api, si basavano su un errore di fondo: escludevano dall’analisi le basse frequenze spaziali della vista delle api. Integrando nei computer l’esatto spettro visivo percepito dall’insetto, il team ha dimostrato che la cognizione delle api non è guidata da un’illusione ottica o da un inganno geometrico.
Anche se si tratta di quantità non simboliche (le api non usano i simboli dei nostri numeri), gli insetti possiedono una percezione “proto-numerica”: significa che il loro cervello isola, distingue e calcola la quantità reale degli elementi, uno per uno. Insomma, le api contano davvero. Un’affermazione dalla duplice interpretazione, ma in entrambi i casi validissima.
Un millimetro cubo di intelligenza
Questo eccezionale potenziale cognitivo viene elaborato all’interno di un cervello microscopico: appena un millimetro cubo di volume formato da un solo milione di neuroni. Per dare un’idea, il cervello umano vanta circa 86 miliardi di neuroni distribuiti su un volume oltre un milione di volte più grande. Eppure, in quel singolo millimetro cubo di cervello delle api, l’evoluzione ha racchiuso capacità straordinarie. Proprio su questo minuscolo e super-efficiente sistema si concentrano ricerche d’eccellenza del Cimec dell’Università di Trento.
Come spiegato approfonditamente in un editoriale a cura di Mirko Zanon e Giorgio Vallortigara su UniTrentoMag, le doti di questi insetti vanno ben oltre i numeri: “Gli studi sulle abilità cognitive delle api sono ben più ampi e sorprendenti: dal possesso di una codifica astratta della quantità (generalizzazione da ‘più numeroso’ a ‘più grande’ e viceversa), a capacità di categorizzazione astratta (differenziazione di quadri impressionisti da cubisti), ad apprendimenti di regole e associazioni complesse.”
Potrà sorprendere che la scienza dedichi così tante energie a organismi così piccoli, ma l’obiettivo profondo di chi fa ricerca al Cimec è quello di individuare le regole universali di funzionamento del cervello, anche il nostro.
