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动物“耍”起聪明来,也许颠覆你的想象 | 展卷

科界 11月24日

​​撰文 | 弗兰斯·德瓦尔

“子非鱼,安知鱼之乐”,“子非我,安知我不知鱼之乐”,这一段传世的濠梁之辩我们若只作诡辩解,就有点辜负惠、庄二子的哲学智慧了;它涉及主-客体边界划分的重要问题。这一问题在动物行为的研究方面表现得尤为明显:二分法有助于建立一个摆脱主体思维的客观视角,也会因人为划界构筑无益的思维阻隔。它在多大程度上体现着人的一种心理优势或优越感,我们很难说清楚;它在多大程度上促进了人们对于动物行为的认识,或阻碍了动物与人的行为一致性的判断,也尚没有清晰的结论。弗朗斯·德瓦尔的《万智有灵》这本书呈现了动物行为研究的各种方法观念及价值评判,也许可以给我们提供一些线索思路,从而摆脱局于一隅的人为设限。

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曾经有一段时间,科学家认为行为的产生要么是因为学习,要么是因为生物学原理。他们把人类的行为归因于学习,动物的行为归因于生物学原理,而两者之间的中间地带则几乎什么也没有。这种二分论是错误的(实际上,在所有物种中,行为都是这两者共同导致的)。但渐渐地,第三种解释出现了:认知。认知关乎某个生物收集的信息的类型以及该生物如何处理和应用这些信息。比如星鸦能记得它们储藏了数以千计的坚果,狼蜂在离开自家地洞前会先进行定位飞行,黑猩猩能毫不费力地学会它们所玩耍的东西的可供性。不需要任何奖励或惩罚,动物就会搜集未来会用到的知识,从如何在春天里找到坚果,到如何回到自己的地洞,再到如何拿到香蕉。学习的作用是显而易见的,但认知的特别之处在于它将学习放在了合适的位置。学习不过是一件工具,它使动物能够收集信息。而世界就像因特网一样,信息多得令人难以置信,使动物很容易溺死在信息的沼泽中。生物的认知则缩小了信息流的范围,使生物学会它所需要知道的特定关联性。而这些需要则是由该生物的自然史决定的。

许多生物都有相似的认知能力。科学家们的发现越多,我们就能注意到更多的涟漪效应。人们曾认为一些能力是人类所独有的,或者至少是人科(一个小型的灵长动物科,包括人类和猿类)所独有的。但最终人们通常会发现这些能力是广泛存在的。幸亏猿类明显具有智力,传统的发现首先是在关于它们的研究中做出的。在猿类打破了人类与动物王国中其他动物之间的堤坝之后,防洪闸便不断打开,囊括进了一个又一个物种。

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造纸胡蜂生活在等级森严的小型种群里。这种等级生活是它们能辨认出每个个体的代价。它们通过面部黑黄相间的斑纹来区分不同的个体。另一种与它们亲缘关系非常接近的胡蜂物种没有如此等级分明的社会生活,也没有面部识别能力。这表明认知是相当依赖于生态需要的。

认知的涟漪从猿类扩散到了猴子,又扩散到了海豚、大象和狗,然后还有鸟类、爬行动物、鱼类,有时还有无脊椎动物。我们不能将这一历史进程与把人科置于顶端的阶梯式看法混为一谈。我更愿意将这一历史进程看成一个由可能性构成的池塘,在不断扩大。在这个池塘中,有些动物,比如章鱼,其认知可能和哺乳动物或鸟类的认知一样令人难以置信。

想想面部识别吧,人们最初认为这是人类独有的能力。如今,猿类和猴子都已加入了这个“非脸盲上流社会”。每年当我来到位于阿纳姆的布格尔动物园时,有些30多年前见过我的黑猩猩依然记得我。它们从人群中认出了我的面孔,兴高采烈地尖叫着向我问好。灵长类不仅能辨认面孔,面部对它们而言还有着特殊的意义。就像人类一样,他们会表现出“倒置效应”:当一张脸倒着放时,它们就辨认不出来了。这种效应是对面部所特有的。一张图按什么方向放置并不大会影响它们辨认其他物体,比如植物、鸟类,或者房子。

当我们用触屏对僧帽猴进行测试时,我们注意到,它们会随意点按各种图像,但当第一张面孔出现时,它们吓坏了。它们抱紧自己,哀哀呜咽,不愿去触碰那幅肖像。莫非将手放到脸上会触犯某种社会禁忌,因此它们对这幅面孔比对其他图片更为尊重?当它们从这段犹豫期中恢复过来之后,我们给它们看了一些它们同伴和一些陌生猴子的肖像。对于没有经验的人类来说,所有这些肖像看上去都差不多,因为肖像里的猴子都是同一物种。但猴子们很轻松地把这些肖像区分开了。它们轻轻点击屏幕以告知哪些猴子是它们认识的,哪些是陌生的。我们人类认为自己有面部识别能力是理所当然的,但这些猴子必须将像素组成的二维图形和真实世界中一个活生生的个体联系起来,而它们做到了。科学界总结说,面部识别是灵长动物特化的认知技能。但在这一结论的不久之后,第一圈认知的涟漪便到来了:人们发现,乌鸦、绵羊,甚至胡蜂都有着面部识别能力。

面孔对于乌鸦来说意味着什么尚不可知。在乌鸦的自然生活中,它们有非常多种分辨彼此的方式,比如叫声、飞行方式、体型大小,等等。因此,面孔并不一定是它们用来辨别不同个体的途径。但乌鸦的眼睛极尖,因此,它们很有可能注意到辨认人类最容易的方式是通过面孔。洛伦茨记载过乌鸦对特定的人进行骚扰,并且对乌鸦记仇的本领深信不疑。于是每当他要抓住他的寒鸦并把它们拴住时,他都会用特殊服装把自己伪装起来(寒鸦和乌鸦同属鸦科。这个科的鸟类很聪明,还包括松鸦、喜鹊和渡鸦)。西雅图华盛顿大学(University of Washington)的野生动物生物学家约翰·马兹卢夫(John Marzluff)抓捕过许多乌鸦,因此这些鸟儿对他毫无尊重。每当他在周围转悠的时候,这些鸟儿就会对他尖叫并“空投”鸟粪,正应了它们的“谋杀”之名译者注:在英语中,一群乌鸦亦称为“a murder of crows”,直译便是“乌鸦的谋杀”。

“我们不知道它们是如何在四万多个像两条腿的蚂蚁一样在光秃秃的小径上匆匆奔走的人中选中我们的。但它们能够将我们分辨出来。并且,附近的乌鸦在发出一声在我们听来充满厌恶的叫声后便溜掉了。但这些乌鸦却不同,它们大摇大摆地走在我们的学生和同事中间——这些人从未抓捕、测量、拴住,或者以其他方式羞辱过它们。”

马兹卢夫准备对乌鸦的面部识别能力进行测试。他用的工具是橡胶面具,类似于我们万圣节时候戴的那种。毕竟,乌鸦也可能是通过体形、头发或者衣着来辨认特定的人的。但通过面具,你就可以把一个人的“脸”移到另一个人身上,从而分离出面孔的特定作用。马兹卢夫的“愤怒的小鸟”实验包括戴着某张面具抓捕乌鸦,然后让同事戴着这张面具或者戴着另一张没参与抓捕的对照面具走来走去。乌鸦们很容易就记住了抓捕者的面具,并显然不喜欢这个面具。有趣的是,我们所用的对照面具是副总统迪克·切尼(Dick Cheney)的面孔,它在校园里的学生中引起了比在乌鸦中强烈得多的负面反应。不仅从未被抓捕过的鸟儿能够辨认出“捕猎者”面具,而且几年以后它们还会骚扰戴这个面具的人。它们肯定注意到了同伴的憎恶反应,并因此导致了对于特定人类成员极大的不信任。正如马兹卢夫解释的:“几乎没有老鹰友好地对待乌鸦,但对于人类,乌鸦则必须按照个体将我们归类。而它们显然是能够做到这一点的。”

鸦科常常令我们印象深刻,而绵羊则更进了一步——它们能够记住彼此的面孔。由基思·肯德里克(Keith Kendrick)领导的英国科学家教绵羊辨认25对绵羊面孔间的区别。对于每对面孔,当绵羊选择其中某一个时,会得到奖励;选择另一个时则没有奖励。对我们来说,所有这些面孔看起来都惊人的相似,但绵羊学会并记住了这25个区别,并在长达两年间一直记得。在绵羊这么做的时候,它们用到的脑区和神经回路与人类是一样的,其中有些神经元会对面孔做出特定的反应,但对其他刺激没有反应。当绵羊看到它们记住的对比图片时——它们会对这些图片发出叫声,就好像图片中的个体在场一样——这些神经元便被激活了。科学家们将这项研究成果发表了,其副标题为“绵羊毕竟不太蠢”。我是反对这一标题的,因为我不相信任何动物是愚蠢的。这些研究者将绵羊的面部识别能力与灵长动物的这一能力相提并论,并猜测说,一个羊群在我们看来不过是毫无特点的一大团,但实际上不同的羊是很不一样的。这也意味着,有时人们会把多个羊群混在一起,而这给绵羊带来的痛苦可能要多于我们所意识到的。

在把灵长动物沙文主义者弄得如绵羊般局促不安后,科学界用胡蜂进一步推动了研究进程。在美国中西部常见的北方造纸胡蜂有着组织严密的社会。该社会有着森严的等级,其中蜂后要比所有工蜂的地位都高。由于社会中竞争激烈,因此每一只胡蜂都需要对自己的社会地位一清二楚。第一蜂后会产下大多数卵,其次是第二蜂后,以此类推。在这小小的种群中,种群成员不仅对种群以外的胡蜂颇具攻击性,对那些面部斑纹被实验人员改过的种群内雌性也是如此。它们靠着每只雌性脸上都有的黑黄斑纹分辨彼此,不同个体脸上的斑纹大不一样。美国科学家迈克尔·希恩(Michael Sheehan)和伊丽莎白·蒂贝茨(Elizabeth Tibbetts)测试了造纸胡蜂中的个体识别,发现造纸胡蜂具有与灵长动物和绵羊一样的特化能力。造纸胡蜂能在很远处就辨认出同类的脸,而对于其他视觉刺激则没有这么好的辨认能力。有一种和它们亲缘关系很近的胡蜂,其一个种群中只有一个蜂后。这种胡蜂辨别面部的能力大不如造纸胡蜂。这种只有一个蜂后的胡蜂,其社会中基本没有什么等级制度,其不同个体的脸部也更为相似。它们并不需要个体识别。

如果动物王国中这些如此不同的种类都演化出了面部识别能力,那么你可能会疑惑这些物种的能力是如何彼此联系的。胡蜂并没有灵长动物和绵羊那么大的大脑,它们只有很小的几组神经节,因此,它们得以识别面孔的方式肯定与灵长动物和绵羊不同。生物学家一直不厌其烦地强调机制(mechanism)与功能(function)的差别:对于动物来说,通过不同的方式(机制)来达到同样的作用(功能)是极为常见的。但是,出于对认知的尊重,当人们质疑拥有较大脑部的动物的思维能力,并指出“低等动物”也能做类似的事情时,这种机制与功能的差别有时便遭到了忘却。怀疑论者很喜欢问:“如果胡蜂也能做到这点,那这又有啥了不起呢?”这种向底部进发的竞争曾给过我们经训练能跳上小盒子的鸽子。

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演化学对同源性(两个物种的性状来源于它们共同的祖先)和同功性(两个物种各自独立地演化出了相似的性状)作了区分。人类的手和蝙蝠的翅膀是同源的,因为从同样的胳膊骨骼以及五根指骨可以辨认出来,二者都源自脊椎动物的前肢。另外,昆虫的翅膀和蝙蝠的翅膀是同功的。它们有着同样的功能,但有着不同的起源,是趋同演化的结果。

以贬低克勒对黑猩猩做的实验;还阻碍了对于灵长目以外的动物具有智能的承认,以质疑人类与其他人科动物在头脑上的连续性。这一切背后潜在的想法是一个线性的认知阶梯,以及一种观点:由于我们很少假设“低等动物”拥有复杂的认知,因此在“高等动物”中做这样的假设也是不合理的。这就好像要达到某个特定的结果就只有一种方法一样!

其实并不是这样。自然界充满了反例。一个我亲历的例子便是成对出现的亚马孙丽鱼,亦称之为铁饼鱼。它们有着与哺乳动物喂奶类似的行为。一旦幼鱼吸收完了卵黄中的营养,它们会聚集在父母的身体两侧,啃噬父母身上的黏液。这对成鱼会分泌出比平时更多的黏液以哺育幼鱼。在大约一个月的时期内,幼鱼会一直享受这种营养供应和保护,直到父母给它们“断奶”——每次它们靠近的时候,父母都会避开。没有人会用这种鱼来说明哺乳动物的哺乳行为有多复杂或者有多简单,因为很显然,这种鱼的行为和哺乳动物哺乳的机制极为不同,二者间的相似之处不过在于对幼小后代的喂食和养育。在生物学中,机制和功能的关系永远如阴阳之分:它们相互作用且密不可分,但倘若将它们混为一谈,那无疑是极大的错误。

要想理解演化是如何在演化树中施展自己的魔力的,我们通常会用到一对概念:同源性(homology)和同功性(analogy)。同源性指的是来源于同一个祖先的相似性状。人类的手与蝙蝠的翅膀是同源的,因为二者都来源于其共同祖先的前肢。二者中骨骼的数目完全相同,这便是证据所在。而同功性则不同,它出现在亲缘关系很远的动物各自独立地向同样的方向演化的时候,这种演化叫作趋同演化(convergent evolution)。铁饼鱼的亲代哺幼行为和哺乳动物的哺乳行为就是同功的,但肯定不是同源的,因为鱼类和哺乳动物并没有任何会哺育后代的共同祖先。另外一个例子是,海豚、鱼龙(一种已灭绝的海洋爬行动物)和鱼类的外形都非常相似,这是因为它们所处的环境需要流线型的身体和鳍来提供速度和机动性。由于海豚、鱼龙和鱼类并没有水生的共同祖先,因此它们的外形是同功的。这种思路也可以用于研究行为。胡蜂与灵长动物对面孔的敏感性是各自独立演化出来的,是出于辨认群体里每个伙伴的需要。这种同功性令人叹为观止。

趋同演化的力量是惊人的。它给蝙蝠和鲸鱼都装上了回声定位系统,给昆虫和鸟类都装上了翅膀,给灵长动物和负鼠都装上了对生的拇指。趋同演化还让地理上相隔遥远的地区产生了相似度惊人的物种,比如犰狳和穿山甲身上都披着硬甲,刺猬和豪猪都用刺自卫,塔斯马尼亚虎和郊狼所用的捕猎武器非常相似。甚至有一种灵长动物长得很像外星人E.T.,那就是马达加斯加的指狐猴。它们有着极长的中指(用来敲击木头,找到空洞并从中挖出虫子)。这一性状也存在于新几内亚(New Guinea)的有袋目哺乳动物长趾纹袋貂身上。这些物种在遗传上相隔十万八千里,但它们却演化出了同样的功能。因此,对于在不同纪元、不同大陆的物种身上找到相似的认知和行为性状,我们并不应该惊讶。正是因为认知涟漪的扩散并不受演化树的限制,所以它是很常见的——同样的能力会在几乎任何需要它的地方出现。这并不像某些人从前所说的那样是认知演化的反证,反而完全符合演化发生的方式——要么通过共同祖先的遗传,要么通过对相似环境的适应。

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