Eins und eins macht zwei: Rochen können rechnen

Eine aktuelle Studie zeigt, dass Pfauenaugen-Stechrochen einfache mathematische Aufgaben lösen können: Die Fische rechneten zuverlässig „minus eins“ und „plus eins“ – wobei ihnen ein Farbcode verriet, welche der beiden Operationen gefragt war.

von Niklas Kästner

Können einfach mathematische Aufgaben lösen: Pfauenaugen-Stechrochen
Können einfach mathematische Aufgaben lösen: Pfauenaugen-Stechrochen (Foto: M Pincus via Wikimedia Commons, Lizenz: CC BY 2.0, zugeschnitten)

Pfauenaugen-Stechrochen (Potamotrygon motoro) sind in Südamerika zu Hause, wo sie unter anderem den Amazonas auf der Suche nach Krebstieren, Muscheln oder Schnecken durchstreifen. Besondere Denkleistungen dürften für diese Ernährungsweise nicht erforderlich sein. Doch wenn es darauf ankommt, können die Fische offenbar sogar einfache mathematische Aufgaben lösen: In einer aktuellen Studie lernten einige von ihnen, zuverlässig „minus eins“ und „plus eins“ zu rechnen.

Blau bedeutet „plus“, gelb bedeutet „minus“

Im Rahmen der Untersuchung erteilte ein Forschungsteam um Vera Schlüssel, Ina Gosemann und Esther Schmidt sechs Rochen „Mathe-Unterricht“. Dabei galt es für die Fische, Farben mit mathematischen Operationen zu verknüpfen.

Die Forschenden präsentierten den Rochen zunächst eine Aufgabe in Form einer Abbildung mit einer bestimmten Zahl von Symbolen (eins, zwei, vier oder fünf). Die Farbe der Symbole gab den Tieren Auskunft über die gefragte Rechenart: Waren sie blau, bedeutete das „addiere eins“ – waren sie gelb, „subtrahiere eins“. Anschließend konnten sich die Fische zwischen zwei Abbildungen mit Lösungsmöglichkeiten entscheiden: Eine wies ein Symbol mehr auf als die zuvor gezeigte Aufgabe und eine ein Symbol weniger. Wählten die Tiere der Farbe entsprechend richtig, erhielten sie eine Futterbelohnung. Hatten sie beispielsweise zunächst zwei blaue Symbole gesehen, mussten sie anschließend die Abbildung mit drei Symbole ansteuern, um eine Belohnung zu erhalten – hatten sie zwei gelbe Symbole gesehen, gab es die Belohnung bei der Abbildung mit einem Symbol.

Die Probe aufs Exempel

Drei von sechs Rochen absolvierten die Trainingsphase erfolgreich. Die Rechenkünste dieser Tiere prüften die Forschenden nun mit einer gänzlich neuen Aufgabe: Sie zeigten ihnen drei blaue oder gelbe Symbole – eine Zahl, die im Training bisher nicht vorgekommen war. Anschließend ließen sie die Fische zwischen zwei Lösungsmöglichkeiten mit vier bzw. zwei Symbolen wählen. Die Rochen bestanden den Test mit Bravour: In 58 von 60 „blauen“ Durchgängen wählten sie die Abbildung mit vier Symbolen, in 54 von 60 „gelben“ Durchgängen die mit zwei Symbolen.

Eine wichtige Kontrollbedingung

Aber rechneten die Rochen wirklich „plus eins“ und „minus eins“? Oder hatten sie schlichtweg gelernt, bei blauen Symbolen auf der Aufgabenabbildung die Lösung mit der größten Symbolzahl zu wählen – und bei gelben Symbolen die mit der kleinsten?

Das überprüften die Forschenden mithilfe einer Kontrollbedingung. Dabei zeigten sie den Fischen erneut drei Symbole, aber die möglichen Lösungen änderten sich: Bei drei blauen Symbolen konnten die Fische anschließend zwischen vier und fünf Symbolen wählen – bei drei gelben Symbolen zwischen zwei Symbolen und einem Symbol.

Das Ergebnis: Die Rochen wählten in 54 von 60 „blauen“ Durchgängen die Abbildung mit vier Symbolen und in 52 von 60 „gelben“ Durchgängen die mit zwei Symbolen. Sie entschieden sich also keineswegs für die größte bzw. kleinste Zahl, sondern addierten bzw. subtrahierten tatsächlich jeweils genau ein Symbol.

Fazit

Die Studie zeigt, dass zumindest einige Pfauenaugen-Stechrochen simple mathematische Aufgaben lösen können. Damit liefert sie einen weiteren Beleg dafür, dass auch Fische zu komplexen Denk- und Lernleistungen in der Lage sind. Vor diesem Hintergrund werfen die Forschenden die Frage auf, warum die Tiere trotzdem häufig noch als „primitive“ oder „niedere“ Wirbeltiere bezeichnet werden. Das Team hält es für dringend nötig, dass wir unser Bild von ihnen überdenken – insbesondere in Anbetracht der Bedrohungen, denen sie durch unser Handeln ausgesetzt sind.


Zur Fach-Publikation:
Schluessel, V.; Kreuter, N.; Gosemann, I. M. & Schmidt, E. (2022): Cichlids and stingrays can add and substract ‚one‘ in the number space from one to five. Scientific Reports 12: 3894.

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