Apa bukti binatang dapat memahami angka

Manusia mahir menggunakan angka, tetapi ternyata kita bukan satu-satunya spesies yang punya kemampuan matematis.

Salah satu temuan kunci selama beberapa dekade terakhir adalah bahwa kemampuan manusia memahami angka sudah berakar dalam sistem biologis kita, dan bukan berdasar pada kemampuan kita menggunakan bahasa.

Situasi di mana manusia menggunakan informasi numerik sungguh tak terbatas, dan tak terbayangkan bagaimana manusia hidup tanpa angka.

Tapi apa manfaat kompetensi numerik bagi nenek moyang kita, sebelum mereka menjadi Homo sapiens? Untuk apa binatang perlu menghitung angka?

Ternyata pemrosesan angka memberikan manfaat yang signifikan untuk bertahan hidup, dan itulah kenapa perilaku ini hadir di banyak populasi hewan.

Beberapa riset yang meneliti hewan di lingkungan ekologisnya menunjukkan memahami angka dapat meningkatkan kemampuan hewan untuk memanfaatkan sumber makanan, berburu mangsa, menghindari pemangsa, menavigasi habitatnya, dan bertahan dalam interaksi sosial.

Sebelum hewan yang memahami angka berevolusi di planet ini, organisme hidup tertua di Bumi yaitu bakteri mikroskopis bersel tunggal telah memproses informasi kuantitatif.

Cara bakteri mencari makanan adalah melalui konsumsi nutrisi dari lingkungannya. Kebanyakan dari mereka tumbuh dan membelah diri untuk berkembang biak.

Namun dalam beberapa tahun terakhir, ahli mikrobiologi menemukan bahwa para bakteri juga memiliki kehidupan sosial dan mampu merasakan ada atau tidaknya bakteri lain.

Dengan kata lain, mereka bisa merasakan jumlah bakteri.

Ambil contoh, bakteri laut Vibrio fischeri. Ia memiliki sifat khusus yang bisa menghasilkan cahaya melalui proses yang disebut bioluminescence, mirip dengan bagaimana kunang-kunang bisa mengeluarkan cahaya.

Jika bakteri ini berada dalam larutan air encer (di mana mereka pada dasarnya sendirian), mereka tidak menghasilkan cahaya.

Tetapi ketika mereka tumbuh menjadi sejumlah sel bakteri, semuanya menghasilkan cahaya secara bersamaan. Vibrio fischeri dapat membedakan saat mereka sendirian dan saat sedang bersama.

Ternyata mereka melakukan ini dengan menggunakan bahasa kimia. Mereka mengeluarkan molekul komunikasi, dan konsentrasi molekul ini di dalam air meningkat sebanding dengan jumlah sel.

Ketika molekul ini mencapai jumlah tertentu, yang disebut "kuorum", ia memberi tahu bakteri lain ada berapa banyak tetangga yang ada, dan kemudian semua bakteri bersinar.

Perilaku ini disebut "pengindraan kuorum". Bakteri "memilih" dengan molekul pemberi sinyal, suara dihitung, dan jika ambang tertentu (kuorum) tercapai, setiap bakteri merespons.

Perilaku ini bukan hanya anomali Vibrio fischeri. Semua bakteri menggunakan pengindraan kuorum semacam ini untuk mengomunikasikan 'nomor sel' mereka secara tidak langsung melalui molekul yang memberi sinyal.

Hebatnya, pengindraan kuorum tidak terbatas pada bakteri. Hewan juga menggunakannya untuk bertahan hidup. Semut Jepang (Myrmecina nipponica) misalnya, akan memindahkan koloninya ke lokasi baru jika merasakan kuorum.

Dalam pengambilan keputusan dengan cara konsensus ini, semut mulai memindahkan induknya bersama dengan seluruh koloni ke lokasi baru hanya jika semut dalam jumlah tertentu ada di lokasi tujuan.

Baru kemudian mereka memutuskan, apakah aman untuk memindahkan koloni.

Pengetahuan numerik juga memainkan peran penting dalam hal navigasi dan pengembangan strategi mencari makan yang efisien.

Pada tahun 2008, ahli biologi Marie Dacke dan Mandyam Srinivasan melakukan sebuah eksperimen yang elegan dan terkontrol secara menyeluruh.

Mereka menemukan bahwa lebah mampu memperkirakan jumlah penanda (landmark) di area penerbangan mereka untuk mencapai sumber makanan, bahkan ketika tata ruangnya diubah.

Lebah madu mengandalkan penanda untuk mengukur jarak antara sumber makanan dan sarangnya. Menilai angka sangat penting untuk kelangsungan hidup mereka.

Dalam hal mencari makan yang optimal, "mencari lebih banyak" adalah aturan praktisnya, dan dipikir-pikir itu seperti sebuah strategi yang sudah jelas. Tapi kadang-kadang strategi yang berlawanan justru menguntungkan.

Tikus menyukai semut hidup, tetapi semut adalah mangsa yang berbahaya karena bisa menggigit saat terancam.

Ketika seekor tikus ditempatkan di sebuah arena bersama dengan dua kelompok semut dengan jumlah yang berbeda, ternyata tikus malah "memilih yang lebih sedikit".

Dalam sebuah penelitian, tikus yang diberi pilihan antara 5 versus 15, 5 versus 30, dan 10 versus 30, semut selalu menyukai jumlah semut yang lebih sedikit.

Tikus lapangan tampaknya memilih kelompok semut yang lebih kecil untuk memastikan kenyamanan berburu dan menghindari digigit.

Isyarat numerik memainkan peran penting dalam hal berburu mangsa dalam kelompok juga. Misalnya, kemungkinan serigala menangkap rusa atau bison tergantung pada ukuran kelompok berburu.

Serigala memang sering berburu mangsa besar, seperti rusa dan bison, tetapi mangsa bertubuh besar dapat menendang, menanduk, dan menginjak serigala sampai mati.

Oleh karena itu, ada keuntungan ketika mereka harus menahan diri dan bekerja sama dengan serigala lain saat berburu, terutama jika pemburu berjumlah besar.

Serigala memiliki ukuran kelompok yang optimal untuk berburu mangsa yang berbeda. Perlu dua sampai enam serigala untuk berburu rusa.

Namun untuk bison, mangsa yang paling tangguh, 9-13 serigala adalah penjamin kesuksesan terbaik.

Oleh karena itu, bagi serigala, ada "kekuatan dalam jumlah" selama berburu, tetapi hanya sampai jumlah tertentu yang bergantung pada ketangguhan mangsanya.

Hewan yang tidak berdaya sering mencari perlindungan di antara kelompok sosial besar. "Jumlah adalah kekuatan" menjadi strategi bertahan hidup.

Namun bersembunyi dalam kelompok besar bukanlah satu-satunya strategi anti-predator yang melibatkan kompetensi numerik.

Pada tahun 2005, tim ahli biologi di Universitas Washington menemukan bahwa burung chickadee berjambul hitam di Eropa punya cara mengejutkan untuk mengumumkan keberadaan dan bahaya predator.

Seperti banyak hewan lainnya, chickadee mengeluarkan suara peringatan saat mendeteksi predator potensial, seperti elang, untuk memperingatkan sesama chickadee.

Untuk predator yang tidak bergerak, burung penyanyi kecil ini mengeluarkan suara "chick-a-dee". Telah dibuktikan bahwa banyaknya "dee" di akhir kicauan chickadee menunjukkan tingkat bahaya predator.

Kicauan seperti "chick-a-dee-dee" dengan hanya dua nada "dee" mungkin menunjukkan burung hantu abu-abu besar yang tidak berbahaya.

Burung hantu abu-abu besar terlalu besar untuk bermanuver dan mengikuti chickadee yang lincah di hutan, jadi mereka bukan ancaman serius.

Sebaliknya, bermanuver di antara pepohonan bukan masalah bagi burung hantu kerdil kecil, sehingga burung hantu ini menjadi salah satu predator paling berbahaya bagi chickadee.

Saat chickadee melihat burung hantu kerdil, mereka menambah jumlah nada "dee" sehingga kicauannya berbunyi "chick-a-dee-dee-dee-dee." Di sini, jumlah suara berfungsi sebagai strategi anti predator.

Ukuran dan banyaknya kelompok juga penting jika sumber daya tidak dapat dipertahankan oleh individu saja.

Kemampuan menilai jumlah individu dalam kelompoknya sendiri dibanding pihak lawan, adalah juga sebuah kemampuan adaptasi.

Beberapa spesies mamalia diteliti di alam liar, dan secara umum ditemukan bahwa keunggulan numerik menentukan hasil perseteruan binatang.

Dalam sebuah studi perintis, ahli zoologi Karen McComb dan rekan kerjanya di Universitas Sussex menyelidiki perilaku spontan singa betina di Taman Nasional Serengeti ketika menghadapi penyusup.

Para penulis memanfaatkan fakta bahwa hewan liar merespons suara yang dimainkan melalui pengeras suara seperti seolah-olah ada individu sungguhan.

Jika suara terdengar seperti singa asing yang menjadi ancaman, singa betina akan secara agresif mendekati pengeras suara, sumber datangnya musuh.

Dalam studi ini, peneliti meniru serangan musuh dengan memutar suara auman singa betina yang tidak dikenal kepada singa lokal.

Ada dua kondisi yang dimunculkan: rekaman auman satu singa betina, atau tiga singa betina yang mengaum bersama. Para peneliti penasaran untuk melihat apakah jumlah penyerang dan jumlah singa yang bertahan akan berdampak pada strategi singa yang bertahan.

Menariknya, seekor betina akan ragu-ragu mendekati suara satu atau tiga penyusup. Namun, tiga singa akan sigap mendekati auman seekor singa, tapi tidak jika ada rekaman tiga singa.

Jelas, risiko terluka saat melakukan pertarungan dengan tiga lawan sudah diperhitungkan. Hanya jika ada lima atau lebih singa, barulah mereka mendekati rekaman raungan tiga penyusup.

Dengan kata lain, singa betina memutuskan untuk mendekati penyusup secara agresif hanya jika jumlah mereka melebihi musuh.

Ini lagi-lagi adalah contoh nyata kemampuan hewan untuk memperhitungkan informasi kuantitatif.

Sepupu terdekat kita di dunia hewan, simpanse, menunjukkan pola perilaku yang sangat mirip. Dengan cara serupa, Michael Wilson dan rekannya dari Universitas Harvard menemukan bahwa simpanse berperilaku seperti ahli strategi militer.

Mereka secara intuitif mengikuti persamaan yang digunakan oleh pasukan militer untuk menghitung kekuatan relatif pihak lawan.

Secara khusus, simpanse mengikuti prediksi yang dibuat dalam model pertempuran "hukum kuadrat" Lanchester.

Model ini memprediksi bahwa, dalam pertarungan dengan banyak individu di setiap sisi, simpanse baru mau bertarung hanya jika jumlah mereka melebihi pihak lawan dengan faktor minimal 1,5. Dan itulah tepatnya yang dilakukan simpanse liar.

Dari sudut pandang biologis, bertahan hidup adalah alat untuk mencapai tujuan, dan tujuannya adalah keberlangsungan gen.

Pada kumbang ulat Hongkong (Tenebrio molitor), banyak jantan kawin dengan banyak betina, dan persaingannya ketat.

Oleh karena itu, kumbang jantan akan selalu mencari lebih banyak betina untuk memaksimalkan peluang kawinnya.

Setelah kawin, jantan bahkan menjaga betina untuk beberapa waktu untuk mencegahnya dikawini jantan lain.

Semakin banyak saingan yang ditemui jantan sebelum kawin, semakin lama ia akan menjaga betina setelah kawin.

Tampak jelas bahwa perilaku tersebut memegang peranan penting dalam reproduksi sehingga memiliki nilai adaptif yang tinggi.

Mampu memperkirakan kuantitas telah meningkatkan daya saing seksual pria. Ini pada gilirannya mungkin menjadi kekuatan pendorong untuk perkiraan kuantitas kognitif yang lebih canggih selama evolusi.

Orang mungkin berpikir bahwa kopulasi adalah akhir persaingan. Tetapi itu tidak berlaku untuk beberapa hewan, yang arti keberhasilannya adalah membuahi telur.

Begitu pejantan telah menyelesaikan perannya, sperma terus bersaing untuk pembuahan sel telur. Karena reproduksi sangat penting dalam biologi, persaingan sperma menyebabkan berbagai adaptasi di tingkat perilaku.

Baik pada serangga maupun vertebrata, kemampuan pejantan untuk memperkirakan besarnya persaingan menentukan ukuran dan komposisi ejakulasi.

Pada Cordylochernes scorpioides, misalnya, beberapa jantan akan membuahi satu betina. Jantan pertama berpeluang terbaik untuk membuahi sel telur betina ini, sedangkan peluang jantan berikutnya semakin tipis.

Namun, produksi sperma itu mahal, jadi alokasi sperma ditimbang dengan mempertimbangkan kemungkinan membuahi sel telur. Si jantan mencium jumlah pesaing yang telah membuahi si betina dan menyesuaikan dengan mengurangi alokasi sperma.

Sementara itu, beberapa spesies burung telah menciptakan berbagai tipu daya untuk menyingkirkan beban kewajiban menjadi orang tua dan membiarkan orang lain melakukan pekerjaan itu.

Mengerami telur dan membesarkan anak-anak adalah usaha yang sulit. Mereka menjadi induk parasit dengan cara bertelur di sarang burung lain dan membiarkan inangnya bekerja keras untuk mengerami telur dan memberi makan anak burung.

Wajar jika si inang tidak senang dan melakukan segalanya untuk menghindari dieksploitasi. Dan salah satu strategi pertahanan yang dimiliki tuan rumah potensial adalah penggunaan isyarat numerik.

Burung coot Amerika, misalnya, menyelipkan telur ke sarang tetangga dan berharap mereka mau membesarkan anaknya.

Tentu saja, tetangganya berusaha menghindari eksploitasi. Sebuah penelitian di habitat alami coot menunjukkan bahwa calon inang dapat menghitung telurnya sendiri, sehingga mereka bisa menolak telur parasit.

Mereka biasanya bertelur dengan ukuran rata-rata, dan kemudian menolak telur parasit yang berlebih.

Oleh karena itu, coot tampaknya menilai jumlah telur mereka sendiri dan mengabaikan yang lain.

Ini adalah contoh mencengangkan tentang bagaimana evolusi mendorong spesies bertahan dalam urusan mewariskan gen mereka.

Tekanan seleksi alam, baik oleh lingkungan atau oleh hewan lain, memaksa populasi spesies untuk mempertahankan atau meningkatkan sifat adaptif yang disebabkan oleh gen tertentu.

Jika menilai angka membantu dalam perjuangan untuk bertahan dan berkembang biak, kemampuan itu pasti dihargai dan diandalkan.

Ini menjelaskan mengapa kompetensi numerik begitu luas di dunia hewan.

Kemampuan ini berevolusi baik karena ditemukan oleh nenek moyang yang sama, dan diturunkan ke semua keturunan, atau karena ia ditemukan di berbagai cabang dari pohon kehidupan hewan.

Terlepas dari asal evolusinya, ada satu hal yang pasti: kompetensi numerik pasti merupakan sifat adaptif.

Artikel ini pertama kali tayang di The MIT Press Reader, dan diterbitkan ulang di BBC Future dengan izin. Anda dapat membaca versi asli artikel ini di BBC Future dengan judul The remarkable ways animals understand numbers.