dimecres, 25 de maig de 2022

Un urbanisme de baixa densitat: la cultura de Casarabe a los Llanos de Mojos (500-1400 d.C)

Arqueologia: Heiko Prümers, del Deutsches Archäologisches Institut, és el primer autor d’una recerca feta amb la tecnologia òptica de teledetecció LIDAR que posa al descobert l’urbanisme de baixa densitat de l’Amazònia Boliviana vinculat a la cultura de Casarabe. En l’article aparegut avui a Nature remarquen la presència de dues localitats grans (de 147 i de 315 hectàrees) en un sistema d’assentament quàdruple. El Lidar ofereix la possibilitat d’investigar les restes arqueològiques d’urbanisme agrari de baixa densitat ara amagat sota els boscos tropicals: l’Amazònia, doncs, presentava un desenvolupament que ha estat detectat al sud-est d’Àsia, a Sri Lanka o a Mesoamèrica. L’àrea de la cultura Casarabe (desenvolupada entre l’any 500 d.C. i 1400 d.C.) ocuparia, segons les dades arqueològiques actuals, una superfície de 4500 km2. Un dels assentaments descrit per Prümers et al. controlaria un àrea de 500 km2. Els dos assentaments presenten una arquitectura civil i cerimonial amb plataformes inclinades al capdamunt d’estructures en forma d’U, monticles acabats en plataformes rectangulars i piràmides còniques de fins a 22 metres d’alçada. Aquests assentaments són encerclats per bancs poligonals concèntrics, i connecten amb camins rectes i elevats amb altres assentaments menors situats a diversos quilòmetres. Canals i embassaments integraven una infrastructura hidrològica al servei d’aquests assentaments. Tot plegat, doncs, suposava un paisatge modificat antropogènicament en allò que Prümers et al. qualifiquen d’urbanisme tropical de baixa densitat.

L’assentament de Cotoca

Urbanisme tropical de baixa densitat

Aquesta recerca fou dissenyada per Heiko Prümers (Deutsches Archäologisches Institut, Kommission für Archäologie Aussereuropäischer Kulturen, Bonn), Carla Jaimes Betancourt (del Departament d’Antropologia de les Amèriques de la Universitat de Bonn) i José Iriarte (Department of Archaeology, College of Humanities, University of Exeter). El treball de camp fou conduït per Prümers, Jaimes, Iriarte i Mark Robinson (Exeter). Les dades crues de lidar foren processades per Martin Schaich (de ArcTron 3D GmbH). Prümers realitza la feina cartogràfica, estatística i de càlcul. En l’anàlisi de dades participaren Prümers, Jaimes, Iriarte i Robinson. Prümers, Jaimes, Iriarte i Robinson redactaren l’article, que fou tramès a Nature el 10 de juliol del 2021. Amb Prümers com a autor corresponsal s’inicià un procés de revisió, amb Chris Fisher, Roland Fletcher, John Walker i un altre revisor. Aquest procés de revisió conclogué amb acceptació el 20 d’abril, i l’article fou publicat el 25 de maig.

Els autors tenen paraules d’agraïment pel suport del Govern Autònom Departament de Beni i del Ministeri de Cultura i Turisme de Bolívia. Agraeixen també la feina a Skyplus (E. Méndez P. i G. Nogales H.) de Santa Cruz de la Sierra, i l’aportació de R. Landivar sobre la toponímia actual. El treball es finançà amb aportacions de l’Institut Arqueològic Alemany i el servei de Intervenciones Urbanas del Ministeri de Planificació de Bolívia. Les dades de lidar es recolliren amb el sensor VUX-1 utilitzat en el projecte ERC-PAST d’Iriarte.

Les poblacions agrícoles de Llanos de Mojos, durant l’Holocè Tardà, transformaren 120.000 km2 del sabana amazònica d’inundació estacional en un paisatge productiu. L’establiment de sistemes de control d’aigua fou acompanyat amb una nova organització sociopolítica. Al sud-est d’aquesta regió, es beneficià de la qualitat del sòl i d’una topografia més elevada. És en aquesta zona de 4500 km2 on es desenvolupà, entre els segles VI i XIII, l’anomenada cultura Casarabe.

Campanyes amb sensors remots i anàlisis de reconeixement de camp havien revelat l’existència de 189 grans assentaments monumentals (les ‘lomas’), 237 assentaments menors i 957 km de canals i carreteres. Les lomas eren habitades tot l’any per poblacions agrícoles dedicades al cultiu de panís (Zea mays) i altres collites, complementat amb activitat caçadora i pesquera.

Prümers et al. conduïren una cartografia aèria per làser de sis àrees (d’un total de 204 km2) corresponents a les zones de més densitat de lomas. La tècnica Lidar (“light detection and ranging”) els permet documentar en detall dos grans assentaments i vint-i-quatre de més petits. De fet, dels 24 assentaments menors, tan sols 9 havien estat descrits prèviament.

Prümers et al. aventuren una classificació jeràrquica dels assentaments en quatre nivells atenent a les dimensions de les plataformes, el grau d’elaboració de l’arquitectura civil i cerimonial, l’abast de la perifèria poligonal, el nombre de carreteres que hi condueixen, l’escala de la infrastructura hidrològica.

La metodologia lidar

La tecnologia lidar permet accedir a jaciments arqueològics actualment amagats per denses boscúries. En el 2011 fou emprada en la prospecció arqueològica d’Iténez/Guaporé en el marc del Projecte Germano-Bolivià de Mojos (PABAM), i després ho ha estat en zones amazòniques de Brasil i Perú.

En aquest treball s’emprà un escàner Riegl VUX-1, amb un Trimble APX-15 UAV GNSS, instal·lar en un Eurocopter AS350. La taxa de repetició de pols era de 200 kHz. L’alçada de vol era de 200 metres, i la velocitat de 45 nusos. Els vols es feien en franges paral·leles de 200 metres, amb un 50% de superposició. El post-processament de dades es feia amb el programari RiAnalyze d’ArcTron.

Els volums de terra mobilitzada en la construcció d’estructures fou estimat a El Cerrito, a la Loma Landívar i a la Loma Cotoca amb ArcGIS.

Hom disposa de 144 datacions per radiocarboni de la cultura Casarabe, centrada en la informació estratigràfica de la Loma Alta de Casarabe, Mendoza, Salvatierra i Pancho Román. Encara que la cronologia més acceptada de la cultura Casarabe va de l’any 500 d.C. al 1400 d.C., hi ha dues datacions anteriors (segles I-II d.C.).

Els grans assentaments

Són assentaments de mides superiors a les 100 hectàrees. Els dos més importants són Cotoca (de 147 hectàrees) i Landívar (de 315 hectàrees), l’abast dels quals tan sols ha estat posat de manifest per les dades lídar de Prümers et al.

Aquests dos assentaments són encerclats per tres estructures defensives concèntriques, consistents en un fossat i un baluard, en alguns casos de doble muralla. A Cotoca tan sols es conserva l’estructura defensiva interior en alguns sectors, cosa que Prümers et al. atribueixen a una adaptació al creixement de l’assentament.

Edificacions de terra (plataformes, algunes en forma d’U; piràmides còniques) arriben a alçar-se més de 20 metres per damunt de la sabana. La base d’aquestes edificacions són terrasses artificials de fins a 6 metres d’alçada. Tant a Cotoca com a Landívar, aquestes edificacions s’orienten en sentit nord-nord-oest, tal com ho fan també els enterraments estesos de la cultura Casarabe.

El nucli de Cotoca, definit per aquesta terrassa artificial, té una extensió de hectàrees, més del triple de la dels centres secundaris. La terra de les construccions fou adquirida, si més no en part, d’àrees adjacents al centre de l’assentament. Així a Cotoca s’excavà una franja de 50 a 80 metres d’ample que envoltava la terrassa central. En l’actualitat, durant l’estació de pluges, la franja s’omple d’aigua, i roman de fet pantanosa durant bona part de l’estació eixuta.

Cotoca i Landívar eren els centres primaris d’una xarxa regional d’assentaments connectada per carreteres rectes encara visibles en l’actualitat. En indrets estratègies de les carreteres hi ha plataformes de 20 x 25 metres i 2 metres d’alçada que, segons Prümers et al., serien llocs de vigilància, de forma que l’accés als grans assentaments era restringit i controlat.

La mobilització de terres en la construcció de Landívar és estimada en 276.000 m3. En el cas de Cotoca la xifra arribaria a 570.690 m3. A tall de comparació, Prümers et al. recorden que en la construcció d’Akapana, l’estructura més gran de Tiwanaku, es mobilitzaren 53.546 m3 de terra.

Centres secundaris

Centres secundaris com El Cerrito i Salvatierra es caracteritzen per plataformes de base amb superfície de 2 a 6 hectàrees. Un tancament poligonal circumscriu al voltant un àrea de 21 a 41 hectàrees. L’arquitectura civil i cerimonial consisteix en un o diversos monticles acabats en plataforma.

Els centres terciaris consisteixen en una plataforma base de 0,5 hectàres, amb una sol monticle, i una rasa circular que abasta una àrea màxima de 2,5 hectàries.

Els centres de quart nivell consisteixen en petits llocs elevats (0,34 hectàrees de mitjana). Aquestes illes en mig del bosc eren probablement utilitzades com a campaments temporals o es dedicaven a activitats especialitzades.

Prümers et al. no descarten l’existència encara d’un cinquè nivell de petits llogarrets. Ara bé, com aquests llogarrets no tindrien associats arquitectura de monticle, no són detectables per lidar.

Prümers et al. remarquen el caràcter integrat, continu i dens dels assentaments de la cultura Casarabe. En la zona de 4500 km2 hi ha una mitjana de 10 assentaments primaris, secundaris o terciaris en un radi de 10 km al voltant de cada assentament. La densitat augmenta en el sector oriental, on la mitjana de distància entre assentaments cau a 2-4 km. Carreteres i canals connecten assentaments formant clústers de 100 a 500 km2. La xarxa és força centralitzada, de manera que els assentaments terciaris no tenen connexions directes entre ells, sinó que passen a través dels assentaments secundaris i primaris.

Cotoca és el centre d’un àrea de 500 km2, dividida gairebé a la meitat entre bosc i sabana, que inclou 18 assentaments monumentals (3 centres secundaris, 2 terciaris i diversos clústers d’assentaments quaternaris en direcció sud-est i oest). Els canals de Cotoca connecten amb el riu Ibare al sud i amb llacs a l’est. Un canal de 7 km de longitud aportava aigua de la Laguna San José.

No sempre l’assentament principal es troba al mig de la regió circundant, ni tot el territori era dominat per assentaments principals. L’assentament secundari de El Cerrito dominava un àrea de 100 km2.

La cultura Casarabe en el context de l’Amazònia occidental

Prümers et al. consideren que les dades aportades descarten la visió d’una Amazònia pre-colombina de poblament espars. La cultura Casarabe modificà el paisatge social i públic a través de la monumentalitat. Seria el primer cas conegut d’urbanisme agrari tropical de baixa densitat d’Amèrica del Sud. En termes d’abast i monumentalitat no queden enrere de les cultures andines. Val a dir que al sud d’Amazònia també hi havia assentaments sofisticats i interconnectats, però allà no es detecta l’arquitectura monumental de la cultura Casarabe.

Lligams:

- Lidar reveals pre-Hispanic low-density urbanism in the Bolivian Amazon. Heiko Prümers, Carla Jaimes Betancourt, José Iriarte, Mark Robinson, Martin Schaich. Nature (2022)

dissabte, 7 de maig de 2022

L’efecte túnel quàntic en l’àcid desoxiribonucleic

Biofísica quàntica: En la funció de l’àcid desoxiribonucleic (ADN) com a molècula portadora de la informació genètica resulta essencial la minimització de les mutacions que afectin la seqüència genètica de mononucleòtids. En la molècula de doble cadena (doble hèlix) d’ADN, les dues cadenes polinucleotídiques es vinculen a través de ponts d’hidrogen que depenen de la seqüència nucleotídica. La transferència de protons a través d’aquests ponts d’hidrogen pot induir un fenomen de tautomerització que condueixi a una eventual mutació puntual en la seqüència nucleotídica. Louie Slocombe, Marco Sacchi i Jim Al-Khalili proposen en un article a Communication Physics una anàlisi teòrica dels ponts d’hidrogen que es formen entre els nucleòtids de guanina i de citosina de dues cadenes complementàries d’ADN. Aquesta anàlisi inclou un model acurat de l’estructura del parell de bases nitrogenades, la dinàmica quàntica del protó del pont d’hidrogen i la influència decoherent i dissipativa de l’ambient cel·lular. La contribució de l’efecte túnel quàntic a la taxa de transferència protònica és diverses ordres de magnitud superior al salt de la barrera de física clàssica. Com a conseqüència de l’efecte túnel hi ha una interconversió entre les formes canònica i tautomèrica dels ponts G-C fins que s’arriba a un equilibri tèrmic. La probabilitat d’ocupació tautomèrica que calculen Slocombe et al. és de 1,73·10-4, força coincident amb les taxes de mutació.

L’ADN consisteix en un polímer de mononucleòtids. Cada mononucleòtid es caracteritza per la presència d’una base nitrogenada. Les quatre bases nitrogenades de l’ADN són la guanina (G), la citosina (C), l’adenina (A) i la timina (T). La complementarietat entre G i C, i A i T, és la que permet la formació de la doble hèlix característica de l’ADN genòmic. Slocombe et al. s’ocupen concretament de la formació de ponts d’hidrogen entre G i C

Una anàlisi teòrica dels ponts d’hidrogen G-C de la doble hèlix d’ADN

Sacchi i Al-Khalili conceberen i dissenyaren aquesta recerca. Sacchi és membre del Department of Chemistry de la University of Surrey, i Al-Khalili del Department of Physics del mateix centre. Slocombe, que fa la tesi doctoral en aquesta universitat, construí l’aparell computacional. Els tres autors tenen paraules d’agraïment pels suggeriment de Johnjoe McFadden, Max Winokan i Antonio Pantelias.

El model de la doble hèlix de l’ADN fou postulat en el 1953 per Watson & Crick, que ja llavors suggeriren que la tautomerització de parells de bases podia trobar-se a la base de mutacions permanents. En el model de Watson & Crick, entre les guanines (G) i les citosines (C) es formen tres ponts d’hidrogen, i entre les adenines (A) i les timines (T), dos. La doble transferència de protons a través d’aquests ponts pot conduir a una tautomerització.

Watson & Crick únicament contemplaven els fenòmens de la física clàssica. En els darrers anys, però, ha crescut l’interès per la participació de fenòmens quàntics en l’estructura de l’ADN. L’efecte túnel dels protons dels ponts d’hidrogen ha estat postulat com a contribuïdor en les relacions entre les dues cadenes de l’ADN bicatenari.

La tautomerització resulta de la transferència de protons del pont d’hidrogen des de la base d’una cadena a la complementària: la posició de totes dues cadenes queda alterada. En la replicació de l’ADN aquesta tautomerització pot persistir després de l’obertura de la doble hèlix per l’helicasa i heretar-se en les cadenes de nova síntesi.

En el cas d’un parell G-C, la tautomerització es representa com a G*-C*. Si la tautomerització passa els filtres de l’helicasa i del replisoma, es pot formar un parell G*-T, que doni eventualment com a resultat la mutació G>A.

Hom pot dir que la transferència doble de protons és un fenomen massa efímer per a sobreviure al procés de replicació. L’acció de l’helicasa, per exemple, té lloc a una escala de nanosegons. Slocombe et al., però, assenyalen que allò rellevant no és la durada de l’estat tautomèric, sinó la fracció de parells G-C que es trobin en estat tautomèric en el moment de la replicació de l’ADN.

La tautomerització dependria de la transferència d’un protó a través de la barrera entre les dues cadenes, acompanyada del moviment de l’altre protó en la direcció oposada que preserva l’electroneutralitat del sistema.

Com tota reacció química reversible, G-C > G*-C* té una constant d’equilibri (Keq) que és la ratio entre la concentració de G*-C* i la concentració de G-C. Slocombe et al. afegeixen, a més, un coeficient d’activitat quàntica Γqm, que té en compte l’efecte túnel reforçat per la temperatura, l’energia de punt zero, la decoherència i la dissipació.

El càlcul de Keq ha estat estimat teòricament (a través de la diferència en l’energia lliure de Gibbs de les formes canòniques i tautomèriques de G-C) i també experimentalment. Slocombe et al. ho complementen amb un càlcul de mecànica quàntica basat en un sistema quàntic obert. Aquest recàlcul augmenta la taxa de tautomerització de valors clàssics de 10-8 a 10-4.

En comparació amb G*-C*, A*-T* és extremadament inestable, i per això Slocombe et al. pensen que els parells A-T tenen una importància menor en la mutagènesi espontània. En canvi, els efectes quàntics en els parells G-C tindrien un caràcter protagònic, i serien un exemple de genètica quàntica.

Un sistema quàntic obert

Slocombe et al. descriuen el paisatge d’energia potencial del doble pont d’hidrogen entre G i C atenent a l’ambient cel·lular. La ΔE de 0,435 eV es troba entre una barrera alta de 0,705 eV i una barrera reversa de 0,270 eV:

En el sistema quàntic obert es contempla un bany tèrmic infinit d’oscil·ladors harmònics. La dinàmica interna de Schrödinger és complementada amb els fenòmens de dissipació i de decoherència.

Si pensem en el context de la genètica humana, la temperatura rellevant d’aquest bany és de 300 K. L’ambient té natura aquosa, de manera que s’assum un espectre de col·lisió en el rang de 3300-3900 cm-1.

El factor túnel tindria una contribució cabdal en la taxa de reacció i en la vida mitjana de les formes canònica i tautomèrica dels parells G-C. La transferència de protons es realitza a una escala temporal de pocs centenars de femtosegons (10-13 s). A efectes pràctics, és com si els protons poblessin simultàniament tots dos estats, de manera que el parell G-C transita contínuament entre les formes canònica i tautomèrica.

Mentre que la transferència de protons en el pont d’hidrogen es realitza en períodes de 10 femtosegons a 100 nanosegons, l’helicasa triga molt més de 100 nanosegons en separar les dues cadenes de l’ADN. La taxa de tautomerització corregida quànticament permet estimar la fracció de parells G-C que entren en el replisoma tautomeritzats.

Física quàntica en la mutació espontània de l’ADN

Segons el model de Slocombe et al. la probabilitat que un parell G-C entri en el replisoma en la forma tautomèrica és d 1,73·10-4. La probabilitat és quatre ordres superior a l’estimada amb models clàssics.

Lligams:

- An open quantum systems approach to proton tunnelling in DNA. Louie Slocombe, Marco Sacchi & Jim Al-Khalili. Communication Physics 5: 109 (2022).

diumenge, 1 de maig de 2022

Una xarxa pentaneuronal inspirada en abelles per distingir entre parells i senars fins a quaranta

Matemàtica: Scarlett Howard estudia les capacitats cognitives de les abelles per tal d’aplicar aquest coneixement al processament computacional. Els sistemes biològics, doncs, poden servir per inspiracions solucions i models tecnològics. Comparat amb el cervell de mamífers, el cervell de l’abella és relativament simple i aquesta simplicitat la que pot inspirar més fàcilment xarxes neurals simples. En un article a Frontiers in Ecology and Evolution amb Howard de primera autora aquesta estratègia s’aplica a la tasca de paritat, és a dir a la capacitat de distingir entre nombres senars i parells. Aquest és un exemple de categorització de concepte abstracte. Howard et al. expliquen que les abelles poden adquirir visualment la capacitat de diferenciar entre quantitats parelles i senars d’entre 1 i 10 elements geomètrics. També poden extrapolar aquesta categorització a conjunts d’11 i de 12 elements. Amb aquesta informació biològica, Howard et al. constitueixen una xarxa neural de cinc neurones que poden distingir entre parells i senars en conjunts de fins a 40 elements. Alhora, aquesta xarxa pentaneuronal serveix a Howard et al. per examinar els processos que condueixen a aquesta capacitat en el cervell de l’abella.

Informació biològica per a dissenyar processos i aplicacions tecnològics

Scarlett R. Howard és investigadora del Centre for Integrative Ecology de la School of Life and Environmental Sciences de la Deakin University de Burwood (Victoria, Austràlia) i de la School of Biological Sciences de la Monash University de Clayton.

Julian Greentree és membre de la School of Science del Royal Melbourne Institute of Technology (RIMT) University.

Adrian G. Dyer és membre del Bio-Inspired Digital Sensing Lab de la School of Media and Communication de la RIMT University i del Department of Physiology de la Monash University.

Howard, Greentree i Dyer recolliren les dades. L’anàlisi fou a càrrec de Howard, Greentree, Aurore-Avarguès-Weber (del CRCA i del CBI de la Universitat de Tolosa), Jair E. Garcia (RIMT) i Andrew D. Greentree (RIMT).

La recerca es finançà amb programes del govern australià i d’altres institucions. L’article fou tramès a Frontiers el 30 d’octubre del 2021. Editat per Guy Gilles Beauchamp (Concordia University), fou revisat per Giorgio Vallortigara (Universitat de Trent), Vera Vasas (Queen Mary University of London) i Eirik Søvik (Universitat Volda). Acceptat el 2 de març del 2022, fou publicat el 29 d’abril.

Howard et al. defineixen la categorització com la capacitat d’agrupar certs objectes o elements d’acord amb propietats perceptives o funcionals similars. Així doncs, la paritat, en tant que capacitat d’agrupar quantitats segons si són senars o parelles, seria una categorització numèrica.

Les capacitats numèriques de les abelles són limitades. Tenen la capacitat de comptar i discriminar quantitats d’1 a 4. Mitjançant condicionament apetitiu-aversiu, es pot promoure l’atenció i l’aprenentatge visuals en abelles.

Molt més simples encara que els cervells de les abelles són els sistemes neuromòrfics integats per un nombre reduït de neurones artificials.

En aquest treball, Howard et al. demostren la capacitat de les abelles per aprendre a categoritzar numerositats parelles i senars d’elements entre 1 i 10, i extrapolar el coneixement adquirit en nombres superiors (11, 12). Amb aquest coneixement, Howard et al. construeixen una xarxa neural simple capaç de realitzar aquesta tasca de paritat.

Categorització de parells i senars en abelles

El primer experiment fou conduït a Tolosa de Lengadoc l’estiu del 2017 amb abelles Apis mellifera. Amb un parany de gravetat amb solució de sacarosa al 10-20% capturaren 26 abelles exploradores d’entre els 25 ruscos de la Universitat Paul Sabatier. Cadascuna d’elles fou marcada amb un color diferent en el tòrax.

Els ruscos de la Universitat Paul Sabatier de Tolosa en un reportatge de France 3 del 2018

Les abelles eren individualment entrenades per visitar una pantalla vertical en rotació de 50 cm de diàmetre. Els estímuls eren aleatòriament canviats durant l’experiment per evitar donar pistes posicionals a les abelles. També eren rentades amb etanol 30% i aigua després de cada test per evitar pistes olfactives. L’entrenament i test de cada abella durava de 2 a 4 hores.

En cada ocasió es presentaven quatre estímuls (dos amb el mateix nombre parell d’elements; i dos amb el mateix nombre senar d’elements). La recompensa consistia en una gota de 10 μL de solució de sacarosa al 50%. El càstig consistia en una gota del mateix volum de quinina 60 mM.

Els estímuls eren cartes blanques de 6 x 6 cm que presentaven múltiples elements geomètrics negres de diferent mida. Els elements geomètrics eren cercles, quadrats, diamants i triangles. Cada nombre (de 1 a 10) era representat per 10 d’aquests elements.

Cadascuna de les abelles passava per un test de preferència, una fase d’aprenentatge, un test d’aprenentatge i un test de transferència

De les 26 abelles, 13 eren condicionades per associar els nombres parells amb la recompensa i els senars amb el càstig, mentre les altres 13 eren condicions de manera inversa. Les abelles tenien accés a l’aparell. Després de 2-6 encerts, ja saciades amb la sacarosa, retornaven al rusc. En general, cinc minuts després tornaven del rusc, un temps suficient per netejar l’aparell i col·locar-hi fous estímuls.

El segon experiment es realitzà en el 2018. En aquest cas, els elements contenien 11 i 12 elements. Un grup de cinc abelles fou entrenat per triar les cartes amb 11 elements, i un altre grup de cinc abelles per triar les cartes amb 12 elements.

Categorització de parells i senars en una xarxa neuronal simple

El model informàtic assajat consistia en cinc neurones. Era implementat en Python 3. Les cinc neurones eren: 1) una “senyal”; 2) una “certa”; 3) dues intermediàries; 4) una de sortida. La neurona Senyal rep una cadena processada de breus excitacions. Les dues neurones intermediàries modelen, respectivament, parells i senars. La neurona Certa filtra les entrades.

Abelles i xarxes neuronals

L’entrenament de les abelles es fixava com a criteri assolir un 80% d’encerts sobre 10 tries fetes entre quantitats d’1-10. Totes les 26 abelles (les 13 del Grup 1 o parell i les 13 del Grup 2 o senar) arribaren a aquest criteri després de 70 tries. Val a dir que les abelles del Grup 2 arribaven de mitjana abans a completar l’entrenament que no pas les abelles del Grup 1.

L’experiment mostra que les abelles no tenien una preferència inicial pels nombres parells o pels nombres senars. Superat l’aprenentatge, les abelles del Grup 1 tenien un nivell d’encert del 74,6 ± 4,3%, una mica superior al de les abelles del Grup 2 (69,2 ± 4,7%). Aquesta diferència es mantenia també en el test de transferència.

En l’experiment 2, les abelles necessitaven un màxim de 72 tries en la frase d’aprenenatge (43,3 ± 4,6 de mitjana). El nivell d’encert en el test d’aprenentatge era de 65,5 ± 2,5%.

En l’experiment 3 s’assolia una xarxa pentaneuronal amb un nivell d’encert del 100% sobre 0-40 elements.

Els experiments de Howard et al. indiquen que les abelles tenen la capacitat d’aprendre a discriminar entre nombres parells i senars més enllà del 4. L’asimetria entre els grups d’abelles, indicaria que els és més fàcil d’entrada categoritzar nombres senars que parells.

Les dades de la xarxa pentaneuronal indiquen que cervells relativament petits poden reeixir en la tasca de paritat. L’experiment de les abelles indica que els animals requerien un temps superior per categoritzar nombres elevats (11-12) que no pas nombres inferiors (3-8).

Quin mecanisme fan servir les abelles per discriminar entre nombres parells i senars? Podria ser que haguessin après a aparellar els elements i que, en trobar un element desaparellat, recordessin si això s’associa a un premi o a un càstig.

Lligams:

- Numerosity Categorization by Parity in an Insect and Simple Neural Network. Scarlett R. Howard, Julian Greentree, Aurore Avarguès-Weber, Jair E. Garcia, Andrew D. Greentree, Adrian G. Dyer. Front. Ecol. Evol. (2022).