Natur des Rechnens Mathematik bei Mensch und Huhn

Tiere kommen mit Zahlen kaum zurecht - jene, die zählen können, kommen nur bis drei. Allerdings wird auch der Mensch nicht als Numeriker geboren, sondern muss den Umgang mit Ziffern und Zahlen erst mühsam lernen.

Von Lennart Pyritz

Hühner können zählen, allerdings nur bis drei. Genauer gesagt können sie eins von zwei sowie zwei von drei unterscheiden. Bei Vergleichen zwischen vier und fünf oder sechs und sieben hingegen ist ihr arithmetischer Verstand überfordert. Haben Hühner also Spatzenhirne?

Der Fairness halber muss gesagt werden: Nicht nur das Federvieh hat Probleme mit dem Zählen, vielmehr geht es allen Tieren so. Sogar der Mensch wird nicht als Numeriker geboren, sondern muss den Umgang mit Ziffern und Zahlen erst mühsam lernen. Es mag wie eine Kränkung der eigenen Spezies klingen, aber Babys ergeht es nicht viel anders als Salamandern.

Letztere können in Experimenten zwar eine von zwei und zwei von drei Fruchtfliegen unterscheiden. Müssen sie aber Mengen mit noch mehr Insekten identifizieren, so versagen die Lurche. Auch Rhesusaffen tun sich schwer. Im Experiment schaffen sie es zwar, aus zwei Kisten diejenige auszuwählen, in die zuvor eine größere Anzahl Apfelstückchen gelegt wurde - aber nur wenn einer der Behälter höchstens drei Stücke der süßen Belohnung enthält.

Viele Studien haben nachgewiesen, dass Tiere kleine Mengen gut unterscheiden können, aber sobald diese Menge vier oder fünf Einheiten überschreitet, werden die Ergebnisse ungenau", sagt Vanessa Schmitt, die am Deutschen Primatenzentrum in Göttingen das Mengenverständnis von Anubispavianen und Javaneraffen untersucht. In Einzelfällen können Schimpansen zwar die Zahlen bis acht lernen. "Ob das Tier das zu Grunde liegende Konzept dabei wirklich begriffen hat, ist allerdings umstritten, da jede Zahl einzeln und mühsam trainiert werden muss", gibt Schmitt zu bedenken.

Wenn man in Bezug auf Tiere von Zählen spricht, bedeutet das, sie können Mengen unterscheiden", sagt der Tierphysiologe Andreas Nieder vom Institut für Neurobiologie der Universität Tübingen. In mehreren vielbeachteten Studien hat Nieder überprüft, warum Rhesusaffen nur eine grobe Vorstellung von Zahlen haben, und warum diese Vorstellung mit zunehmender Größe noch ungenauer wird. Der Biologe zeigte den Tieren am Bildschirm eine Punktmenge. Nach einer Weile wurde eine neue Menge präsentiert. Um eine Belohnung zu erhalten, durften die Affen nur dann eine Taste drücken, wenn die beiden Mengen identisch waren. Gleichzeitig ermittelten die Forscher die Aktivität der Nervenzellen im Affenhirn.

Die Ergebnisse waren erstaunlich. Je nach präsentierter Punktmenge feuerten andere, gleichsam zahlenspezifische Nervenzellen. Allerdings zeigten die spezialisierten Zellen auch bei den jeweiligen benachbarten Zahlenwerten leichte Aktivität. Außerdem zeigte sich: Je größer die Zahl, auf die die Nervenzelle spezialisiert war, desto größer fiel auch die Spanne der benachbarten Zahlen aus, auf die sie ebenfalls reagierte. Das Gehirn der Rhesusaffen vollbrachte also keine exakte Verknüpfung zwischen Zelle und Zahl, sondern schätzte Mengen ungefähr.

Diese Leistung sei nicht zu unterschätzen, sagt Nieder. "Ich bin der Überzeugung, dass die Fähigkeit Mengen zu unterscheiden, für alle höher entwickelten Arten einen klaren Überlebensvorteil darstellt." Ein Gespür für Mengen verspricht zahlreiche Vorzüge, etwa beim Vergleich verschiedener Futterquellen. Oder zum Abschätzen der eigenen Chancen bei Konflikten zwischen zwei Gruppen: Ob beispielsweise Schimpansen oder Löwinnen ihr Revier gegen eine eindringende Gruppe verteidigen, machen die Tiere vom Verhältnis der Gruppengrößen abhängig: Sind die anderen zahlenmäßig überlegen, verzichten sie auf einen Angriff.

Auch das Amerikanische Blässhuhn nutzt sein Gespür für Mengen. Die Vögel überprüfen ab und an die Größe ihres Geleges und senken so das Risiko von Kuckuckskindern. Tierphysiologe Nieder vermutet daher, dass die natürliche Selektion die Fähigkeit fördere, Mengen korrekt einzuschätzen.

Wie aber hat der Mensch im Lauf der Evolution den Sprung hin zu komplexen mathematischen Fähigkeiten geschafft, zu Bruchrechnen und Dreisatz, das er täglich bei Einkäufen oder Steuererklärungen anwendet? Wie ist sein abstraktes Zahlensystem entstanden? Wann lernen Kinder, mit Zahlen umzugehen? Antworten liefern Besuche im Kindergarten und im südamerikanischen Dschungel.