Οι Treefrogs χρησιμοποιούν τις ικανότητες διάκρισης ποσότητας για να επιλέξουν μεταξύ των μικροβιότοπων
Η καταμέτρηση, η εκτίμηση μεγεθών και η εκτέλεση άλλων εργασιών που απαιτούν ποσοτικές ικανότητες αποτελούν σημαντικό μέρος της καθημερινής μας ζωής και εδώ και πολύ καιρό πιστεύεται ότι είναι μια μοναδική ανθρώπινη ικανότητα. Ωστόσο, υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες και άλλα ζώα μπορούν να επωφεληθούν από τη διάκριση μεταξύ ομάδων αντικειμένων με διαφορετικό αριθμό ή μεταξύ αντικειμένων που διαφέρουν σε μέγεθος. Για παράδειγμα, τα θηλαστικά, τα πτηνά και τα ψάρια, ακόμη και τα ασπόνδυλα κάνουν διάκριση μεταξύ των επιθεμάτων αναζήτησης τροφής με διαφορετικές ποσότητες τροφής, προκειμένου να τραφούν με την πιο κερδοφόρα (Cross &Jackson, 2017; Lucon-Xiccato et al., 2015).
Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι η ικανότητα της ποσοτικής κρίσης, όπως φαίνεται από τα ζώα, συνδέεται εξελικτικά με αυτή των ανθρώπων. Ένας πρώιμος πρόγονος όλων των ειδών σπονδυλωτών θα μπορούσε να έχει εξελίξει την ικανότητα διάκρισης των ποσοτήτων, και έτσι όλα τα σωζόμενα σπονδυλωτά θα μοιράζονταν ένα παρόμοιο ποσοτικό σύστημα για να τα βοηθήσουν να λύσουν τα προβλήματα του περιβάλλοντός τους (Beran, 2008; Feigenson et al., 2004). Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, οι ερευνητές αναμένουν να βρουν ποσοτικές ικανότητες σε μεγάλο αριθμό ειδών και ότι αυτές οι ικανότητες εμπλέκονται σε διάφορες συμπεριφορές. Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη ολόκληρες κατηγορίες σπονδυλωτών, όπως η Αμφιβία, για τα οποία οι πληροφορίες σχετικά με τις ποσοτικές ικανότητες είναι λίγες μέχρι σήμερα.
Μια πρόσφατη μελέτη διερεύνησε την επιλογή μικροβιότοπων νεαρών δεντροβατράχων (Hyla intermedia ) να αξιολογήσει εάν οι ποσοτικές ικανότητες παίζουν ρόλο σε αυτή τη συμπεριφορά. Οι δεντροβάτραχοι είναι δενδρόβια ανουράνια που περνούν το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους στα δέντρα. Ωστόσο, το στάδιο των προνυμφών τους είναι υδρόβιο, έτσι οι δεντροβάτραχοι γεννούν αυγά στο νερό των λιμνών και των λιμνών. Μετά τη μεταμόρφωση, νεαροί δεντροβάτραχοι αναδύονται από το νερό και αναζητούν μικροβιότοποι που είναι προσαρμοσμένοι στην ανάπτυξή τους.
Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι νεαροί δεντροβάτραχοι ενός ιταλικού πληθυσμού ζουν σε ένα λιβάδι κοντά στη γενέθλια λίμνη τους αμέσως μετά τη μεταμόρφωση και συχνά παρατηρούνται άτομα να σκαρφαλώνουν στην κορυφή ψηλών και πυκνών συστάδων χόρτου (εικόνα 1). Το γρασίδι θα μπορούσε να βοηθήσει τους νεαρούς δεντροβάτραχους να κρύβονται από τα αρπακτικά, να βρίσκουν τη λεία τους (Walsh &Downie, 2005) και να διατηρούν την ομοιόσταση (Seebacher &Alford, 2002). Ως εκ τούτου, είναι πιθανό ότι θα προτιμούσαν έναν μικροβιότοπο με πυκνές και μεγάλες συστάδες χόρτου.
Σε μια σειρά πειραμάτων πεδίου, οι ερευνητές εξέτασαν εάν οι δεντροβάτραχοι έλκονται από μεγάλες συστάδες χόρτου. Αφαίρεσαν το ποτήρι από ένα κυκλικό τμήμα του λιβάδι και στη συνέχεια αιχμαλώτισαν δεντροβάτραχους και τους τοποθέτησαν στη μέση της μερίδας χωρίς γρασίδι. Τα ζώα έτρεξαν αμέσως για να φτάσουν στις πιο κοντινές ψηλές συστάδες χόρτου και, μέσα σε 1 λεπτό, σκαρφάλωσαν γρήγορα στο γρασίδι. Μερικοί δεντροβάτραχοι τοποθετήθηκαν επίσης σε μια κυκλική αρένα από λευκό πλαστικό (εικόνα 2α) και ζεύγη συστάδων γρασιδιού παρουσιάστηκαν στον τοίχο της αρένας.
Με αυτό το σκηνικό, οι δεντροβάτραχοι έδειχναν ακόμα μια ισχυρή έλξη στο γρασίδι και έτρεξαν γρήγορα για να το σκαρφαλώσουν. Επιπλέον, εάν οι δύο παρουσιαζόμενες συστάδες χόρτου είχαν διαφορετικό μέγεθος, οι δεντροβάτραχοι σκαρφάλωσαν αξιόπιστα στη μεγαλύτερη. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν μια γενική έλξη μεταξύ των δεντροβατράχων σε μεγάλα ερεθίσματα χόρτου. Ωστόσο, η μελέτη των ποσοτικών ικανοτήτων απαιτεί τη χρήση εξαιρετικά ελεγχόμενων ερεθισμάτων και οι ερευνητές ήθελαν να χειριστούν το μέγεθος και τον αριθμό κάθε φύλλου χόρτου. Δεδομένου ότι ο έλεγχος των ερεθισμάτων είναι δύσκολο να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας ερεθίσματα χόρτου, οι συγγραφείς προσπάθησαν να «ξεγελάσουν» τους δεντροβάτραχους παρουσιάζοντας πράσινες ράβδους τυπωμένες σε χαρτί ως ερεθίσματα.
Οι Treefrogs που παρουσιάζονται με πραγματικό γρασίδι έναντι μιας τυπωμένης ράβδου επέλεξαν τυχαία μεταξύ των δύο ερεθισμάτων, υποδηλώνοντας ότι δεν σημειώνουν ότι η μπάρα δεν είναι φτιαγμένη από γρασίδι ή ότι δεν τους ενδιαφέρει να βρίσκονται σε ένα φύλλο ή σε άλλο πράσινο αντικείμενο. Αυτό επιτρέπει στους ερευνητές να χρησιμοποιούν ράβδους ως ερεθίσματα στα επόμενα πειράματα και οι ράβδοι μπορούν να ελεγχθούν με ακρίβεια για τα ποσοτικά τους χαρακτηριστικά (εικόνα 2β).
Μια δεύτερη σειρά πειραμάτων διεξήχθη στο εργαστήριο, ένα πιο «ελεγχόμενο περιβάλλον», με ερεθίσματα χόρτου, τα οποία μπορούν να ελεγχθούν λεπτομερώς για τα ποσοτικά τους χαρακτηριστικά. Τα Treefrogs παρουσιάστηκαν με δύο σετ που σχηματίστηκαν από διαφορετικούς αριθμούς ράβδων ίδιου μεγέθους (εικόνα 3α) ή με ζεύγη ράβδων με διαφορετικά μεγέθη (και διαφορετικό ύψος και διαφορετικό πλάτος, εικόνα 3β).
Και στις δύο περιπτώσεις, οι δεντροβάτραχοι επέλεξαν ως επί το πλείστον το ερέθισμα προσομοιώνοντας μεγαλύτερη ποσότητα χόρτου (το σετ με περισσότερες ράβδους και μεγαλύτερες μπάρες, αντίστοιχα). Αυτό το αποτέλεσμα υποστηρίζει την ιδέα ότι οι δεντροβάτραχοι εκμεταλλεύονται ποσοτικές ικανότητες για να επιλέξουν τον μικροβιότοπό τους. Είναι ενδιαφέρον ότι τα υποκείμενα επέλεξαν το σετ με περισσότερες μπάρες όταν παρουσιάζονταν με 1 έναντι 2 ράβδων και 2 έναντι 4 ράβδων, αλλά όχι όταν παρουσιάζονταν με 2 έναντι 3 μπάρες και 3 έναντι 4 ράβδων, γεγονός που έδειξε ότι μπορούν να διακρίνουν τη διαφορά μέχρι την αριθμητική αναλογία 0,5; Προτιμούσαν τη μεγαλύτερη μπάρα μόνο όταν ήταν 4 φορές μεγαλύτερη από την άλλη. Είναι οι δεντροβάτραχοι καλύτεροι στο να μετρούν αυτό στο μέγεθος των φυτών;
Πριν απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση, ήταν σημαντικό να κατανοήσουμε ακριβώς ποια συνθήματα χρησιμοποιούν οι δεντροβάτραχοι για να επιλέξουν μεταξύ των ερεθισμάτων. Για παράδειγμα, αν δούμε ένα σύνολο 2 ράβδων και ένα σύνολο 4 ράβδων που παρουσιάζονται στους δεντροβάτραχους, θα παρατηρήσουμε ότι το σετ με περισσότερες ράβδους έχει επίσης περισσότερη πράσινη επιφάνεια (εικόνα 3α). Οι δεντροβάτραχοι μπορούν έτσι να χρησιμοποιήσουν την ποσότητα του πράσινου για να επιλέξουν το μεγαλύτερο σετ. Ομοίως, οι ράβδοι διαφορετικών μεγεθών που χρησιμοποιήθηκαν στο πείραμα διέφεραν τόσο σε ύψος όσο και σε πλάτος (εικόνα 3β) και έτσι οι δεντροβάτραχοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν και τις δύο ενδείξεις για την επιλογή τους.
Τα πειράματα ελέγχου μας επέτρεψαν να διαχωρίσουμε αυτούς τους δύο τύπους πληροφοριών. Όταν οι δεντροβάτραχοι παρουσιάζονται, για παράδειγμα, με ένα σετ 2 μεγάλων ράβδων έναντι ενός σετ 4 μικρών ράβδων για να εξισώσουν την πράσινη επιφάνεια των σετ, εξακολουθούν να προτιμούν το πιο πολυάριθμο σετ. Έτσι, στην πραγματικότητα επιλέγουν τον μικροβιότοπο με βάση τον αριθμό των ράβδων. Επίσης, όταν οι δεντροβάτραχοι παρουσίαζαν ράβδους με το ίδιο πλάτος και διαφορετικό ύψος, επέλεγαν την ψηλότερη ράβδο μέχρι αναλογία 0,5 (η ίδια αναλογία ποσότητας διακρίνεται κατά την «μέτρηση» του αριθμού των ράβδων). Αντίθετα, οι δεντροβάτραχοι δεν έδειξαν καμία προτίμηση μεταξύ ράβδων με διαφορετικά πλάτη και ίσο ύψος.
Αυτή η μελέτη είναι μία από τις λίγες που αναφέρουν ποσοτικές ικανότητες σε αμφίβιο. Υποδεικνύει ότι αυτά τα σπονδυλωτά με ένα απλό νευρικό σύστημα μπορούν να χρησιμοποιήσουν ποσοτικές πληροφορίες κατά την επιλογή μικροβιότοπων και ότι διαθέτουν την ικανότητα να διακρίνουν εξίσου καλά μεταξύ διαφορετικών αριθμών ράβδων και ράβδων διαφορετικού μεγέθους. Είναι πιθανό η χρήση ποσοτικών πληροφοριών να είναι πιο διαδεδομένη μεταξύ των ειδών και των καταστάσεων από ό,τι πιστευόταν προηγουμένως.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Διακρίσεις ποσότητας από δεντροβάτραχους, που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Animal Behaviour. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Tyrone Lucon-Xiccato, Elia Gatto και Angelo Bisazza από το Università di Padova.
