Research press release

動物行動学:カワスズメ科の魚とエイの一種は足し算と引き算ができる

Scientific Reports

Animal behaviour: Zebra mbuna fish and stingrays can add and subtract

カワスズメ科のZebra mbunaとオレンジスポットタンスイエイは、1から5までの数字に、1を足したり引いたりできることを報告する論文が、Scientific Reports に掲載される。今回の知見は、魚の計算能力が他の脊椎動物や無脊椎動物と同等であることを明らかにしている。

今回、Vera Schluesselたちは、8匹のZebra mbuna(Pseudotropheus zebra)と8匹のオレンジスポットタンスイエイ(Potamotrygon motoro)を使って、青色をプラス1の記号として、黄色をマイナス1の記号として認識するように訓練できるかどうかを調べた。今回の実験では、これらの魚類に青色または黄色の図形(1~5個)が描かれたカードを見せた上で、異なる数の図形が描かれたカードが置かれた2つのゲートを示した。そのうちの1つのゲートが正解だった。例えば、これらの魚類に3個の青色の図形が描かれたカードを見せた場合には、3プラス1で合計4となり、4個の図形が描かれたカードのあるゲートを泳いで通過することが正解だった。正解のゲートを通過すれば、報酬が与えられた。

この実験では、6匹のZebra mbunaと3匹のオレンジスポットタンスイエイが、青色と足し算、黄色と引き算を常に関連付けることを学習した。学習に要した平均セッション数は、Zebra mbunaが28回、オレンジスポットタンスイエイが68回だった。これらの課題における魚類の成績は一般的に良好だったが、足し算の学習の方が引き算の学習よりも容易で、成績のばらつきは、オレンジスポットタンスイエイよりZebra mbunaの方が大きかった。足し算課題で、Zebra mbunaは、合計381回の試験で296回(78%)正解を選び、オレンジスポットタンスイエイは、180回のうち169回(94%)が正解だった。引き算課題では、Zebra mbunaが381回のうち264回(69%)が正解で、オレンジスポットタンスイエイは180回のうち161回(89%)が正解だった。

Schluesselたちは、今回の実験に用いた魚類にとって計算能力がそれほど重要な意味を持たない可能性があると推測しているが、例えば魚の体表の縞模様や斑点を数えることで、個々の魚を外見で識別するのに役立つかもしれないと指摘している。Schluesselたちはまた、魚の認知能力と知覚力を見直す必要があることを示す証拠が増えてきており、今回の知見もその1つだと付言している。

Zebra mbuna (a species of cichlid fish) and stingrays can add and subtract one from the numbers one to five, according to a study published in Scientific Reports. The findings highlight that the numerical abilities of fish are on par with those of other vertebrate and invertebrate species, according to the authors.

Vera Schluessel and colleagues tested whether eight zebra mbuna (Pseudotropheus zebra) and eight freshwater stingrays (Potamotrygon motoro) could be trained to recognise the colour blue as a symbol for addition by a factor of one and the colour yellow as a symbol for subtraction by a factor of one. Fish were shown cards with either blue or yellow shapes, and then presented with two gates containing cards with different numbers of shapes – one of which was the correct answer. For example, if a fish was shown a card with three blue shapes, they would add one to three and swim through a gate containing the card with four shapes. If fish swam through the correct gate they were rewarded.

The researchers found that six of the zebra mbuna and three of the stingrays learned to consistently associate blue with addition and yellow with subtraction. On average, zebra mbuna learnt this after 28 sessions and stingrays after 68 sessions. Fish generally performed well in the tasks, although addition was learned more easily than subtraction and the performance of individual fish varied more between zebra mbuna than between stingrays. During the addition tasks, zebra mbuna selected the correct answer in 296 out of 381 (78%) tests and stingrays selected the correct answer in 169 out of 180 (94%) tests. During the subtraction tasks, zebra mbuna were correct during 264 out of 381 (69%) of tests and stingrays were correct in 161 out of 180 (89%) of tests.

Although the authors speculate that numerical abilities may not be highly important to either species, they suggest that numerical abilities could help both species to recognise individual fish by their appearance, for example by counting stripes or spots on fish bodies. The findings add to a growing body of evidence indicating that the cognitive abilities and sentience of fish need to be revisited, the researchers add.

doi: 10.1038/s41598-022-07552-2

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