Un nuovo studio fornisce la prima evidenza dell’inferenza transitiva, la capacità di usare relazioni conosciute per inferire relazioni sconosciute, in un animale non vertebrato: Vespa cartonaia.

Vespe cartonaie Credit: © Floki / Adobe Stock

Un team di ricercatori dell’Università del Michigan ha trovato prove dell’inferenza transitiva – una forma di ragionamento logico che implica l’utilizzo di relazioni conosciute per inferire relazioni sconosciute (se A è maggiore di B e B è maggiore di C, allora A è maggiore di C) – in due specie di vespe cartonaie: Vespa cartonaia (Polistes dominula) e la vespa cartonaia metrica (Polistes metricus).

Per millenni, l’inferenza transitiva era considerata una caratteristica dei poteri deduttivi umani, ma negli ultimi decenni, animali vertebrati tra cui scimmie, uccelli e pesci hanno dimostrato la capacità di utilizzare l’inferenza transitiva.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Biology Letters, contribuisce a un crescente numero di prove che, i sistemi nervosi in miniatura degli insetti non limitano i comportamenti “sofisticati”.

Studio con esito negativo sulle api

L’unico studio pubblicato che ha valutato la TI (inferenza transitiva) negli invertebrati ha scoperto che le api non erano all’altezza del compito. Una possibile spiegazione di quel risultato è che il piccolo sistema nervoso delle api impone vincoli cognitivi che impediscono a quegli insetti di condurre l’inferenza transitiva.

Le vespe cartonaie hanno un sistema nervoso grosso modo delle stesse dimensioni (circa un milione di neuroni) come quello delle api da miele, ma mostrano un comportamento sociale di tipo complesso non visto nelle colonie di api. La biologa evolutiva dell’Università del Michigan, Elizabeth Tibbetts, si chiedeva se le abilità sociali delle vespe cartonaie potessero permettere loro di riuscire dove le api domestiche avevano fallito.

La ricerca

Per scoprirlo, Tibbetts ei suoi colleghi hanno testato su due specie comuni di vespe cartonaie, Polistes dominula e Polistes metricus , la capacità di risolvere un problema di inferenza transitiva.

Per testare la TI, Tibbetts e i suoi colleghi hanno prima collezionato regine di vespe cartonaie da diverse località intorno ad Ann Arbor, nel Michigan.

In laboratorio, le vespe sono state “addestrate” individualmente per discriminare tra coppie di colori chiamate coppie premesse. Un colore in ciascuna coppia era associato a una leggera scossa elettrica e l’altra no.

Ha detto Tibbetts, che ha studiato il comportamento delle vespe di carta per 20 anni: “Sono rimasto davvero sorpreso di quanto rapidamente e accuratamente le vespe abbiano imparato le coppie premesse”.

Successivamente, alle vespe furono presentate coppie premesse con colori accoppiati non familiari a loro, e dovettero scegliere tra i colori. Le vespe furono in grado di organizzare le informazioni in una gerarchia implicita e usarono l’inferenza transitiva per evitare il colore delle nuove coppie che avrebbe rilasciato la leggera scossa.

Ha dichiarato Tibbetts: “Pensavo che le vespe potessero essere confuse, proprio come le api. Ma non hanno avuto problemi a capire che un determinato colore era sicuro in alcune situazioni e non sicuro in altre situazioni.”

Perché le vespe e le api da miele si comportano in modo così diverso nei test di inferenza transitivi?

Quindi, perché le vespe e le api da miele ( che possiedono entrambe un cervello più piccolo di un chicco di riso ) si comportano in modo così diverso nei test di inferenza transitiva? Una possibilità è che tipi differenti di abilità cognitive siano favorite nelle api e nelle vespe perché mostrano comportamenti sociali diversi.

Una colonia di api ha una singola regina e più lavoratrici uguali. Al contrario, le colonie di vespe cartonaie hanno diverse femmine riproduttive conosciute come fondatrici. Le fondatrici competono con i loro rivali e formano gerarchie di dominanza lineare.

Il grado della vespa nella gerarchia determina le parti: riproduzione, lavoro e cibo. L’inferenza transitoria potrebbe consentire alle vespe di fare rapidamente detrazioni su nuove relazioni sociali.

Quella stessa serie di abilità potrebbe consentire alle vespe femmine di organizzare spontaneamente le informazioni durante i test di inferenza transitoria, ipotizzano i ricercatori.

Polistes dominula. Immagine di: Adrian Benko / CC BY-SA 3.0.

Inferenza transitiva

Per millenni, l’inferenza transitiva era considerata una caratteristica della cognizione umana e si pensava che fosse basata sulla deduzione logica. Più recentemente, alcuni ricercatori si sono chiesti se TI richiede un ragionamento di ordine superiore o può essere risolto con regole più semplici.

Lo studio di Tibbetts e dei suoi colleghi illustra che le vespe cartonaie possono costruire e manipolare una gerarchia implicita. Ma non fa affermazioni sui meccanismi precisi che sono alla base di questa capacità.

In studi precedenti, Tibbetts ei suoi colleghi hanno dimostrato che le vespe cartonaie riconoscono gli individui della loro specie da variazioni nei loro segni facciali e che si comportano in modo più aggressivo verso le vespe con facce non familiari.

I ricercatori hanno anche dimostrato che le vespe di carta hanno ricordi sorprendentemente lunghi e basano il loro comportamento su quello che ricordano delle precedenti interazioni sociali con altre vespe.

Conclusioni

Ha affermato Tibbetts “Questo studio aggiunge un crescente numero di prove che i sistemi nervosi in miniatura degli insetti non limitano i comportamenti sofisticati. Non stiamo dicendo che le vespe hanno usato la deduzione logica per risolvere questo problema, ma sembrano usare le relazioni conosciute per fare inferenze su relazioni sconosciute. I nostri risultati suggeriscono che la capacità di un comportamento complesso può essere modellato dall’ambiente sociale in cui i comportamenti sono benefici, piuttosto che essere strettamente limitato dalle dimensioni del cervello”.

Journal Reference:

Elizabeth A. Tibbetts, Jorge Agudelo, Sohini Pandit, Jessica Riojas. Transitive inference in Polistes paper waspsBiology Letters, 2019; 15 (5): 20190015 DOI: 10.1098/rsbl.2019.0015

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