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文化

章鱼的智慧让人印象深刻,不过我们还无法对此给出解释

Carl Zimmer2018-12-04 06:56:52

“我们不能想当然地认为,物种只会通过一种方式进化出智力。可能还有其他实现这一目标的途径。”

本文只能在《好奇心日报》发布,即使我们允许了也不许转载*

为了证明章鱼有多聪明,皮耶罗·阿莫迪奥(Piero Amodio)展示了 YouTube 上的一段视频:一只章鱼先是把两瓣椰子壳拼在了一起,然后躲了进去。后来,它就像人类把碗叠起来那样,把椰子壳套在一起带走了。

阿莫迪奥是英国剑桥大学的研究生,专门研究动物的智慧。他解释说:“把椰子壳带走的行为表明,在章鱼的理解中,它们可能会在未来派上用场。”

不过,他在惊讶之余也感到了困惑。

几十年来,研究人员一直在研究某些动物进化出智慧的过程。这些动物包括猿类、大象、海豚,甚至乌鸦和鹦鹉等鸟类。

然而,现有的科学理论都无法解释章鱼、乌贼和墨鱼等头足类动物拥有的智慧。尽管它们具有非凡的创造力,但却缺乏其他智慧物种所展现的明显特征。

阿莫迪奥说:“这是个明显的悖论,而且此前很少被学界关注。”他和其他五位研究动物智慧的专家于本月在《生态与进化趋势》(Trends in Ecology and Evolution)期刊上发表了一篇论文,专门探讨这一悖论。

对于研究动物行为的科学家来说,智力并不意味着动物能通过微积分考试,也不是指把一辆车拆开再重新组装的能力。智力是由一系列复杂的认知技能组成的,这些技能有助于动物的成长。

例如,这可能包括解决食物来源问题的能力,或者是为未来将面临的挑战做好准备的技巧。聪明的动物并不依赖固定的条件反射来生存,它们会视情况发明新的本领。

为了测试动物的智力,科学家会观察动物在栖息地的行为特征,例如看一只海豚是如何将海绵粘在喙上,以免被尖锐的岩石和珊瑚划伤。他们还会把动物带到实验室,设置问题让它们解决,比如奖励那些会把纸张撕成特定条状的乌鸦

只有少数物种在这些研究中脱颖而出。科学家们通过比较,发现了这些动物的相似之处。和身体相比,这些动物的脑袋更大;它们的寿命很长,并且可以形成长期的社会关系。

通过这些相似性,科学家提出了一些可能正确的理论,来解释为什么某些动物会进化出智慧。

其中一种被称为“生态智能假说”:物种进化出智慧是为了寻找食物。一些动物有可靠的食物来源,但有些动物则需要应对食物来源的不可预测性。

“如果一种动物靠吃水果生存,它就得记住果树的位置和果实成熟的时间,”阿莫迪奥说,“在认知方面,这可能比找到树叶更具挑战性。”

使用工具可以帮助动物获得徒手无法获取的食物。如果它们能还为未来制定计划,就可以储存食物以度过困难时期。

另外一些研究人员支持所谓的“社会智力假说”(social intelligence hypothesis)。阿莫迪奥解释说,更聪明的动物“会相互合作,并向同类学习”。

这些作用力叠加到一起,似乎能促使物种发育出容量更大、效率更高的大脑。

一般而言,智慧动物拥有更长的寿命。更大的脑容量可能是推动物种进化为长寿动物的原因。这类动物在幼年阶段需要花费很长的时间来发育这些复杂的器官,在此期间,幼崽需要从成年动物那里获得足够的食物。

头足类动物的行为方式表明它们非常聪明。例如,一只名叫“墨奇”(Inky)的章鱼就策划过一次“臭名昭著”的越狱行动。他从新西兰国家水族馆(National Aquarium of New Zealand)出逃,滑进排水沟道,逃回了大海。

乌贼可以在身体上形成类似眼睛的点状图案,使自己看起来像巨型鱼类,借此吓跑捕食者。值得一提的是,它们只会对依靠视觉寻找猎物的捕食者使用这种技巧,如果其他依赖嗅觉捕食的动物出现,乌贼就会聪明地选择逃跑。

当科学家把章鱼带进实验室时,它们也表现出同样的灵巧性。在一项研究中,希伯来大学的研究人员向章鱼展示了一个装有食物的 L 形盒子。最终,章鱼想出了通过推拉食物使其通过小洞的方法。

头足类动物与其他智慧动物的另一个共同特征是脑袋相对较大。但它们似乎没有其他相似之处了。例如,章鱼大多数负责计算的神经元都长在它的触手里。

最引人注目的是,头足类动物都很短命。一些可以活到两岁,而有些却只能活几个月。头足类动物也不会形成社会关系。

它们只有在交配时才会聚在一起,雄性和雌性不会一起生活或者照顾它们的后代。虽然黑猩猩和海豚可能会生活在由同类构成的社会中,头足类动物都是独来独往的。

阿莫迪奥和他的同事认为,头足类动物的进化史可以解释这种智力悖论。大约 5 亿年前,它们像蜗牛一样的祖先进化出了把外壳当作浮力装置的本领。他们可以在外壳中装载气体,使其能在海洋中上下浮动。

头足类动物的近亲——鹦鹉螺现在仍然以这种方式活动。和头足类动物一样,它也有触手,而且脑袋也比较大。不过,它似乎没有章鱼那么聪明。

大约 2.75 亿年前,头足类动物的祖先失去了外壳。虽然我们并不知道原因,但那一定是种解脱:这些动物可以探索祖先们无法进入的地方了。比方说,章鱼可以滑进岩石缝中寻找猎物。

另一方面,失去外壳的头足类动物很容易被饥饿的捕食者攻击。这种威胁可能是头足类动物成为伪装和逃跑高手的原因。它们通过进化出大脑袋来提高解决新问题的能力,或许还能为未来做计划——例如,开头视频中的章鱼知道,它可以收集椰子壳或蛤蜊壳来进行自我保护。

然而,阿莫迪奥认为,智慧并不是头足类动物应对自然环境的完美解决方案——它们迟早会被吃掉。物竞天择使它们成为了一个悖论:一种短命而聪明的动物。

阿莫迪奥说,科学家还需要更深入地了解头足类动物,才能验证这种假设是否正确。但这项研究的目的可能不仅仅是探究章鱼及其近亲变聪明的过程:它可能会让我们对智力这个概念有更深入的了解。

“我们不能想当然地认为,物种只会通过一种方式进化出智力,”阿莫迪奥说,“可能还有其他实现这一目标的途径。”


翻译:熊猫译社 驰逸

题图来自 Wikimedia

© 2018 THE NEW YORK TIMES

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