Bienen verstehen das Prinzip der Null

Zahlenbegabter als kleine Kinder: Honigbienen haben ein überraschend menschenähnliches Zahlenverständnis – sie begreifen sogar das abstrakte Konzept der Null. Im Experiment erkannten die Insekten spontan, dass ein leeres Bild einen niedrigeren Zahlenwert besitzt als ein Bild mit einem oder mehr Punkten, wie Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten. Das Überraschende daran: Das Prinzip der Null als Zahlenwert begreifen selbst menschliche Kinder erst ab etwa vier Jahren.

Die Null steht für ein Nichts, eine leere Menge, aber gleichzeitig ist sie auch Teil unseres Zahlenraums: Sie kennzeichnet einen Wert kleiner als 1. Doch so wichtig dieses Konzept der Null ist, so abstrakt und schwer zu begreifen ist es – selbst für uns Menschen: In der Geschichte taucht die Null erst vor rund 1.700 Jahren erstmals auf und bis heute gibt es Naturvölker, die keine Null kennen.

„Die Null ist ein mathematisches Prinzip, das nicht einfach ist – selbst Kinder benötigen einige Jahre um es zu begreifen“, erklärt Seniorautor Adrian Dyer von der RMIT University in Melbourne. Erst mit etwa vier Jahren entwickelt unser Gehirn die dafür nötigen Verarbeitungswege. Lange dachten Wissenschaftler daher, dass nur der Mensch das Konzept der Null versteht, doch Experimente mit Rhesusaffen und Graupapageien haben sie seither eines Besseren belehrt.

In diesem Kontext sorgt nun ein vermeintlich viel primitiveres Tier für Überraschung: die Honigbiene. „Bienen haben schon zuvor demonstriert, dass sie zählen können und bis zu vier Objekte unterscheiden“, erklären Dyer und sein Team. Zudem zeigen Studien, dass die Honigproduzenten ein gutes Kurzzeitgedächtnis besitzen und auch zwischen Gleichem und Verschiedenem differenzieren können.

Die Bienen wurden darauf trainiert, jeweils die geringste Punktzahl zu wählen - und erkannten ein leeres Blatt als noch niedriger. © RMIT University

Mathe-Lektion für Honigbienen

Doch versteht eine Honigbiene auch das Konzept der Null? Um das zu testen, trainierten die Forscher zunächst Bienen darauf, jeweils das Bild mit der niedrigsten Zahl an Punkten darauf anzufliegen. Die Insekten hatten dabei jeweils die Wahl zwischen zwei verschiedenen Punktmengen zwischen 1 und 4. Für die Honigbienen war dies kein Problem: Schon nach wenigen Durchgängen steuerten 80 Prozent von ihnen zielsicher den jeweils niedrigeren Zahlenwert an – und erhielten Zuckersaft als Belohnung.

Jetzt folgte der eigentliche Test: Die Bienen sollten zwischen einer ihnen schon bekannten Punktmenge und einem leeren Blatt wählen. Würden sie begreifen, dass die Leere – und damit „Null“ – weniger ist als 1,2,3 oder 4?

Bienen verstehen: 0 ist kleiner als 1

Und tatsächlich: Im Schnitt immerhin 64 Prozent der Bienen steuerte das leere Blatt an, obwohl sie dies nie zuvor trainiert hatten. „Damit demonstrieren die Bienen ein Verständnis dafür, dass der Zahlenwert Null am unteren Ende des Zahlenstrangs liegt“, sagen die Forscher. „Sie verstehen, dass 0 kleiner ist als 1 – etwas, das für viele andere Tiere eine echte Herausforderung ist.“

Das gleiche Ergebnis zeigte sich, als die Honigbienen zunächst nur mit zwei bis fünf Punkten trainierten und später zwischen den zwei unbekannten Werten 1 und 0 wählen mussten: Auch dann flogen 63 Prozent korrekt das leere Blatt an.

Überraschend auch: Die Honigbienen zeigen die gleichen Schwächen bei der „weniger-mehr“-Entscheidung wie wir Menschen: Je näher zwei Punktmengen zahlenmäßig beieinander liegen, desto eher passieren uns Fehler – und genauso war es bei den Bienen: „Die Bienen waren treffsicherer, wenn die Zahlenwerte weiter auseinander lagen, beispielsweise 0 versus 5“, berichten Dyer und seine Kollegen. Bei geringeren Abständen wie 0 versus 1 oder 5 versus 6 lag die Fehlerquote dagegen höher.

0 ist kleiner als 1 - Honigbienen begreifen dies © Scarlett Howard, Jair Garcia und Adrian Dyer

Verblüffend menschenähnlich – trotz winzigem Gehirn

Honigbienen haben demnach ein verblüffend menschenähnliches Verständnis von Zahlenwerten und der Null – ähnlich wie Primaten, einige Vögel und der Mensch. „Die Entdeckung, dass Bienen ein so fortgeschrittenes Verständnis von Zahlenwerten besitzen, war angesichts ihres kleinen Gehirns wirklich überraschend“, sagt Koautorin Aurore Avarguès-Weber von der Universität Toulouse. Denn das Gehirn der Honigbiene umfasst weniger als eine Million Neuronen, das des Menschen dagegen bis zu 86 Milliarden.

„Offensichtlich sind große Gehirne nicht unbedingt notwendig, um mit Zahlenwerten umzugehen“, so Avarguès-Weber. Doch wie und warum ausgerechnet die Bienen ein so fortgeschrittenes Zahlenverständnis entwickelt haben, ist bisher unklar. „Könnte es sein, dass Bienen und andere Tiere, die viele Futterobjekte sammeln müssen, spezielle neuronale Mechanismen dafür entwickelt haben?“, fragt Dyer.

Noch lässt sich dies nicht beantworten. Und auch die Frage nicht, wie das Gehirn der Bienen Zahlen verarbeitet. „Die numerischen Fähigkeiten der Bienen und anderer Tiere wecken die Frage, wie ihre Gehirn ein Nichts in das abstrakte Konzept der Null transformiert wird“, schreibt Andreas Nieder von der Universität Tübingen in einem begleitenden Kommentar. „Wir haben erst damit begonnen, uns der Null als einem quantitativen Konzept des Gehirns anzunähern.“ (Science, 2018; doi: 10.1126/science.aar4975)

(RMIT University, 08.06.2018 – NPO)