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啥鸟智商高?科学实验见分晓

来源:未知 发布时间:2019-11-09 03:16 浏览次数:

  中学教科书中曾引用恩格斯的名言:“能够制造和使用工具是人和动物的本质区别”。诚然,大多数动物都不擅长使用,更不用说制造工具。在人们的印象中,只有一些较为高级的灵长类动物,如大猩猩,可以利用树枝折成自己需要的程度然后去蘸白蚁吃。而在其他动物中并不会发展出使用工具的“高级技能”。

  然而,鸟类学家们并不这么看,至少乌鸦就是一个特例。2005年,在华盛顿的一次科学会议上,加拿大麦吉尔大学(The McGill University)的列斐伏尔(Louis Lefebvre)发布了一项鸟类智商的研究报告,他们总结了2000份自然界中鸟类创新取食的观察报告和75年内在世界各国发表的鸟类研究论文,列出了一份鸟类智商排名,其中乌鸦名列第一。科学家们很早就注意到,有些种类的乌鸦能够使用甚至制造工具来帮助自己找到食物。相比于其他大部分只能靠自己的喙和爪子来取食的鸟类,乌鸦的这种技能真的是智慧的多,智商排名第一名副其实!那么,我们来认识一下这群机智的乌鸦吧。

  在《伊索寓言》中有一则很有名的故事《乌鸦喝水》,这则寓言的内容现在已被科学家们证实。在一项发表于《公共科学图书馆 — 综合》的研究中,来自新西兰的动物学家杰伯特(Sarah A. Jelbert)等参照《伊索寓言》中的模式对新喀鸦(New Caledonian Crows)的觅食行为进行了研究。

  他们将食物置于装有水的玻璃管中,由于距离管口有一段距离,新喀鸦并不能直接接触到食物。然而,他们很快就发现,将管子旁边的小石块投入水中,食物便会上升,直至可以啄到食物。不仅如此,他们还能区分装有沙子和水的瓶子,因为向装有沙子的玻璃管中投掷石子,并不会使食物上升(图1A);他们能区分轻的物块和重的物块,因为轻物块掷入水中只会漂浮起来(图1B);他们会使用实心的物块,而不使用空心的物块,因为后者不会使液面上升(图1C);他们还会在细瓶子和粗瓶子(图1D),在高水位和低水位瓶子之间做出明智的选择(图1E);更令人惊奇的是,在U 形管实验中,右边的玻璃管和中间的食物管相连,而左边不相连,新喀鸦经过几次尝试后,便正确选择了与食物相连的玻璃管(图1F)。

  新喀鸦是生活在南太平洋新喀里多尼亚岛上的热带乌鸦,他们聪明、好奇、喜欢玩耍,更奇特的是,他们非常擅长使用工具,甚至能用周围的材料自己制造工具。一位研究新喀鸦行为长达十多年的鸟类学家,英国圣安德鲁斯大学的鲁兹(Christian Rutz)说,新喀鸦是已知的极少数会使用工具的鸦科动物(鸦科,Coridae,共23属117种,总的来说包括乌鸦、渡鸦、秃鼻乌鸦、穴乌、喜鹊、树鹊、灰鸟等鸟类)。比如下图,他们会将一些树枝弯曲以“抓取”缝隙中的食物。

  新喀鸦是唯一天生会使用的工具的鸦科动物吗?这个问题一直困扰着研究新喀鸦十多年的鸟类学家鲁兹。而且,由于没有其他同属物种作为比较,这种使用工具行为的演化起源一直无法进行研究。后来圣地亚哥动物园(San Diego Zoo Global)的饲养员注意到,另一种热带鸦科——夏威夷乌鸦(Corvus hawaiiensis,通称‘alalā)也非常擅长使用工具。他们便与鲁兹等合作,对夏威夷乌鸦的行为开展研究。近期,研究结果作为封面文章发表于国际期刊《自然》上。

  夏威夷乌鸦主要生活在森林中,主要食物是蜥蜴、种子、昆虫等。但是,在21世纪初,夏威夷乌鸦在野外已经灭绝(可能因为栖息地改变、人们的猎杀、瘟疫的传播等原因),目前存活的均为人工饲养。因此研究人员们就以现存109只饲养的夏威夷鸦中的104只(其余5只因健康原因未参与)进行实验。

  首先,他们设计了两种不同的实验设施,一种是钻有数个水平和竖直的小孔与凹槽的一节树干,另一种是同样有数个小孔与凹槽的木制小平台。然后,他们在孔与槽中放置食物,以观察乌鸦使用工具的情况。研究人员增田(Bryce Masuda)说:“很久以来,我们就知道夏威夷乌鸦非常聪明,但在这项实验之前,我们都没有意识到夏威夷乌鸦有多擅长使用工具。”

  举例来说,几乎所有的乌鸦都会使用工具,78%的乌鸦会自发使用棍子试探无法直接触及的食物,所有成功的尝试只有一例耗时超过一分钟。这些乌鸦能找到长度合适的木棍并换掉不合适的木棍,而且频繁出现改造工具的情况。在单独测试的乌鸦中,有67%懂得把过长的木棍啄短。14%的乌鸦会用周围的树枝等材料自制工具。工具的使用情况与性别无关,却和年龄有关:93%的成年鸦都会使用工具,而幼年鸦的比例为47%。

  那么,这种复杂的工具使用模式是这些乌鸦与生俱来的呢?还是经过后天学习(向其他乌鸦学习或者向人类学习)的呢?

  科学家们认为是前者。因为,第一,几乎所有的乌鸦都具有使用工具的能力;第二,他们将7只幼年乌鸦进行独立饲养,使其既不能向其他成年鸦学习这种技能,也不能向人类学习,这群未经学习的夏威夷乌鸦依然表现出了丰富的工具使用行为。这两个事实,以及其他一些证据表明,使用工具是夏威夷乌鸦的一种本能行为。他们的觅食行为需要他们不停的到处找东西,这种用工具辅助觅食的倾向可能是由此导致的,并且已经刻入基因。当然,个体学习和社交对他们的行为也会有重要的影响。此外,由于夏威夷乌鸦在野外已经灭绝,我们无法观察其野外的生活情况,目前的观察结果倾向于认为他们在野外也有能力使用工具。此外,由于夏威夷鸦与新喀鸦关系较为疏远,但是生活环境相似:均生活在偏远的热带岛屿。作者认为,正是这种相似的生态条件——如本地猎物觅食竞争较小和被捕食风险不高——促进了他们趋同进化,学会了使用工具觅食,并进化为一种本能行为。