数えたり、サイズを推定したり、定量的な能力を必要とするその他のタスクを実行したりすることは、私たちの日常生活の重要な部分であり、人間だけの能力であると長い間信じられてきました。ただし、他の動物も、異なる数のオブジェクトのグループ間またはサイズの異なるオブジェクト間の識別を利用できる状況があります。たとえば、哺乳類、鳥類、魚類、さらには無脊椎動物でさえ、最も収益性の高いものを食べるために、さまざまな量の食物を採餌する区画を区別します (Cross &Jackson, 2017; Lucon-Xiccato et al., 2015)。
一部の研究者は、動物が示すような量的判断を行う能力は、進化的に人間の能力と関連していると考えています。すべての脊椎動物種の初期の祖先は、量を識別する能力を進化させた可能性があり、したがって、現存するすべての脊椎動物は、環境の問題を解決するのに役立つ同様の量的システムを共有します (Beran, 2008; Feigenson et al., 2004)。この仮説の下で、研究者は多数の種で定量的能力を発見し、これらの能力がいくつかの行動に関与していると予想しています。しかし、両生類などの脊椎動物のクラス全体がまだ存在し、その量的能力に関する情報はこれまでのところほとんどありません.
最近の研究では、若いアマガエル (Hyla intermedia ）定量的能力がこの行動に役割を果たすかどうかを評価する。アマガエルは、人生のほとんどを木の上で過ごす樹上の無尾類です。ただし、幼生期は水生であるため、アマガエルは池や湖の水に産卵します。変態の後、アマガエルの幼体は水から出てきて、その発達に適応した微小生息地を探します。
研究者は、イタリアの個体群の若いアマガエルが変態直後に出生池の近くの草原に住んでおり、個体が背の高い密集した草の塊の頂上に登っているのがよく観察されることに気付きました (図 1)。草は、アマガエルの幼体が捕食者から身を隠したり、獲物を見つけたり (Walsh &Downie, 2005)、ホメオスタシスを維持したりするのに役立ちます (Seebacher &Alford, 2002)。したがって、密集した大きな草の群生があるマイクロハビタットを好む可能性があります。
一連の野外実験で、研究者はアマガエルが草の大きな塊に引き寄せられるかどうかをテストしました。彼らは草地の円形部分からガラスを取り除き、アマガエルを捕獲して草のない部分の真ん中に置きました。動物はすぐに近くの背の高い草の群れにたどり着き、1分以内に草をすばやく登りました。いくつかのアマガエルも、白いプラスチックでできた円形の競技場に入れられ (図 2a)、一対の草の塊が競技場の壁に置かれました。
この設定でも、アマガエルは草に強い魅力を示し、急いで草をよじ登りました。さらに、提示された 2 つの草の塊のサイズが異なる場合、アマガエルは確実に大きい方の草の塊に登りました。これらの結果は、大きな草の刺激に対するアマガエルの一般的な魅力を示唆しています。しかし、定量的能力の研究には、高度に制御された刺激を使用する必要があり、研究者は草の葉のサイズと数を操作したいと考えていました。刺激制御は草の刺激を使用して達成するのが難しいため、著者は刺激として紙に印刷された緑色のバーを提示することによってアマガエルを「だます」ことを試みました.
本物の草と印刷されたバーを提示されたアマガエルは、2 つの刺激からランダムに選択しました。これは、バーが草でできていないことや、葉の上や別の緑色の物体の上にいることを気にしないことを示唆しています。これにより、研究者はその後の実験でバーを刺激として使用することができ、バーはその定量的属性を細かく制御できます (図 2b)。
実験の 2 番目のセットは、より「制御された環境」である実験室で、草の刺激を使用して実行されました。草の刺激は、その定量的属性を細かく制御できます。アマガエルには、同じサイズのバーの数が異なる 2 つのセット (図 3a)、またはサイズの異なるバーのペア (高さと幅の両方が異なる; 図 3b) が提示されました。
どちらの場合も、アマガエルは、より多くの量の草をシミュレートする刺激 (それぞれ、より多くのバーとより大きなバーを含むセット) を選択しました。この結果は、アマガエルが定量的能力を利用して微小生息地を選択しているという考えを支持しています。興味深いことに、被験者は 1 対 2 バーおよび 2 対 4 バーを提示された場合、より多くのバーを含むセットを選択しましたが、2 対 3 バーおよび 3 対 4 バーを提示された場合は選択しませんでした。 0.5;彼らは、他のバーよりも 4 倍大きい場合にのみ、より大きなバーを好みました。アマガエルは植物の大きさをちらりと数えることが得意ですか?
この質問に答える前に、アマガエルが刺激を選択するためにどの手がかりを使用するかを正確に理解することが重要でした.たとえば、アマガエルに提示された 2 本のバーのセットと 4 本のバーのセットを見ると、バーが多いセットほど表面が緑色であることがわかります（図 3a）。したがって、ツリーフロッグは緑の量を使用してより大きなセットを選択できます。同様に、実験で使用されたさまざまなサイズのバーは、高さと幅の両方が異なっていたため (図 3b)、アマガエルは両方の手がかりを選択に使用できます。
対照実験により、これら 2 種類の情報を分離することができました。たとえば、セットの緑色の表面を同一視するために、アマガエルが 2 つの大きなバーのセットと 4 つの小さなバーのセットで提示された場合、彼らは依然としてより多くのセットを好みました。したがって、彼らは実際にバーの数に基づいてマイクロハビタットを選択します。また、アマガエルが同じ幅で高さが異なるバーを提示された場合、最大 0.5 の比率でより高いバーを選択しました (バーの数を「カウント」するときに識別された同じ量の比率)。代わりに、treefrogs は、異なる幅と同じ高さの棒の間で好みを示しませんでした.
この研究は、両生類の定量的能力を報告している数少ない研究の 1 つです。これは、単純な神経系を持つこれらの脊椎動物が微小生息地の選択中に定量的情報を使用できること、および異なる数のバーと異なるサイズのバーを同等に区別する能力を持っていることを示しています。定量的情報の使用は、以前に考えられていたよりも、種間および状況間でより広範に行われている可能性があります.
これらの調査結果は、Animal Behaviour 誌に最近掲載された、アマガエルによる数量差別というタイトルの記事で説明されています。 この作業は パドヴァ大学の Tyrone Lucon-Xiccato、 Elia Gatto、 Angelo Bisazza によって行われました。
