密歇根大學(xué)的一項(xiàng)新研究提供了傳遞性推論的第一個(gè)證據(jù)，即在非無脊椎動(dòng)物中使用已知關(guān)系來推斷未知關(guān)系的能力：低紙質(zhì)黃蜂。
傳承推理被認(rèn)為是人類演繹能力的標(biāo)志，是一種用于推理的邏輯推理形式：如果A大于B，B大于C，則A大于C.
但是近幾十年來，包括猴子，鳥類和魚類在內(nèi)的脊椎動(dòng)物已經(jīng)證明了使用傳遞推理的能力。
唯一一項(xiàng)在無脊椎動(dòng)物中評(píng)估TI的研究發(fā)現(xiàn)，蜜蜂無法勝任這項(xiàng)任務(wù)。對(duì)該結(jié)果的一種可能解釋是蜜蜂的小神經(jīng)系統(tǒng)強(qiáng)加了認(rèn)知限制，以防止這些昆蟲進(jìn)行傳遞性推斷。
紙黃蜂的神經(jīng)系統(tǒng)大致相同 - 大約一百萬個(gè)神經(jīng)元 - 就像蜜蜂一樣，但它們表現(xiàn)出一種復(fù)雜的社會(huì)行為，這種行為在蜜蜂群體中是看不到的。密歇根大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家伊麗莎白蒂貝茨想知道紙黃蜂的社交能力是否能讓他們?cè)诿鄯涫〉牡胤饺〉贸晒Α?/p>
為了找到答案，Tibbetts和她的同事們測試了兩種常見的紙種，即Polistes dominula和Polistes metricus，是否可以解決傳遞推理問題。該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果計(jì)劃于5月8日在Biology Letters期刊上發(fā)表。
“這項(xiàng)研究增加了越來越多的證據(jù)表明昆蟲的微型神經(jīng)系統(tǒng)并不限制復(fù)雜的行為，”生態(tài)學(xué)與進(jìn)化生物學(xué)系教授蒂貝茨說。
“我們并不是說黃蜂使用邏輯演繹來解決這個(gè)問題，但他們似乎使用已知的關(guān)系來推斷未知的關(guān)系，”Tibbetts說。“我們的研究結(jié)果表明，復(fù)雜行為的能力可能受到行為有益的社會(huì)環(huán)境的影響，而不是受到大腦尺寸的嚴(yán)格限制。”
為了測試TI，Tibbetts和她的同事首先從密歇根州安娜堡附近的幾個(gè)地方收集了紙質(zhì)黃蜂。
在實(shí)驗(yàn)室中，訓(xùn)練個(gè)體黃蜂以區(qū)分稱為前提對(duì)的顏色對(duì)。每對(duì)中的一種顏色與輕度電擊相關(guān)，而另一種顏色則沒有。
“我很驚訝黃蜂是如何快速準(zhǔn)確地了解這些前提對(duì)，”蒂貝茨說，他已經(jīng)研究了紙蜂的行為20年。
后來，黃蜂被呈現(xiàn)出他們不熟悉的成對(duì)顏色，他們不得不在顏色之間進(jìn)行選擇。Tibbetts說，黃蜂能夠?qū)⑿畔⒔M織成一個(gè)隱含的層次結(jié)構(gòu)，并使用傳遞推理來選擇新的對(duì)。
“我認(rèn)為黃蜂可能會(huì)像蜜蜂一樣感到困惑，”她說。“但他們毫不費(fèi)力地確定某種特定顏色在某些情況下是安全的，而在其他情況下并不安全。”
那么，為什么黃蜂和蜜蜂 - 它們的大腦都比一粒米還小 - 在傳遞性推理測試中表現(xiàn)得如此不同?一種可能性是不同類型的認(rèn)知能力在蜜蜂和黃蜂中受到青睞，因?yàn)樗鼈儽憩F(xiàn)出不同的社會(huì)行為。
蜜蜂殖民地有一個(gè)女王和多個(gè)同等排名的女工。相比之下，紙蜂群有幾個(gè)被稱為基因的生殖雌性。這些基金會(huì)與其競爭對(duì)手競爭并形成線性支配等級(jí)。
黃蜂在等級(jí)中的排名決定了生殖，工作和食物的份額。傳遞推理可以讓黃蜂迅速推斷出新的社會(huì)關(guān)系。
研究人員假設(shè)，同樣的技能可能使女性紙黃蜂能夠在傳遞性推理測試中自發(fā)地組織信息。
幾千年來，傳遞推理被認(rèn)為是人類認(rèn)知的標(biāo)志，并被認(rèn)為是基于邏輯演繹。最近，一些研究人員質(zhì)疑TI是否需要更高階的推理，或者可以用更簡單的規(guī)則來解決。
Tibbetts和她的同事的研究表明，紙黃蜂可以構(gòu)建和操縱隱含的層次結(jié)構(gòu)。但它沒有聲稱這種能力的確切機(jī)制。
在之前的研究中，Tibbetts和她的同事表明，紙黃蜂通過面部標(biāo)記的變化識(shí)別他們物種的個(gè)體，并且他們對(duì)不熟悉的面部的黃蜂表現(xiàn)得更加積極。
研究人員還證明，紙黃蜂擁有令人驚訝的長記憶，并將其行為建立在他們對(duì)以前與其他黃蜂的社交互動(dòng)記憶中。
新生物學(xué)快報(bào)的其他作者- Jorge Agudelo，Sohini Pandit和Jessica Riojas--都是本科生。
這項(xiàng)工作得到了國家科學(xué)基金會(huì)和密歇根大學(xué)多麗絲公爵保護(hù)學(xué)者項(xiàng)目的支持，該項(xiàng)目由Doris Duke慈善基金會(huì)資助。所有實(shí)驗(yàn)均符合美國法律和國際道德標(biāo)準(zhǔn)。