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乌鸦为什么如此活泼?从玩具到工具只是间接过程

新浪科技 2017-11-07

a.方块组:受试个体必须选择一个重的方块(重量与图案相关)放入方形容器中,打破其内部的食物平台;b.绳索组:受试个体必须选择一条坚硬的绳索(坚硬程度与颜色相关),将管道中部的方形重物推出去。图右上角是训练时所用的工具。

  a.方块组:受试个体必须选择一个重的方块(重量与图案相关)放入方形容器中,打破其内部的食物平台;b.绳索组:受试个体必须选择一条坚硬的绳索(坚硬程度与颜色相关),将管道中部的方形重物推出去。图右上角是训练时所用的工具。

在测试的不同阶段,新喀鸦和啄羊鹦鹉先是摆弄玩具,然后接受使用工具的训练,接着测试它们能否将玩具转化为获取食物的工具。

  在测试的不同阶段,新喀鸦和啄羊鹦鹉先是摆弄玩具,然后接受使用工具的训练,接着测试它们能否将玩具转化为获取食物的工具。

  据国外媒体报道,乌鸦与人类在行为上有许多有趣的共同点:都喜欢玩耍,而且经常使用工具。我们知道,人类幼儿通过玩耍来学习。当蹒跚学步的孩童推倒一堆积木时,他们的大脑里就在形成建筑和测量物体的能力。问题在于,乌鸦的玩耍是否也是为了同样的目的?一支由认知科学家组成的国际团队对此进行了研究,希望找出这一问题的答案。他们的发现使我们对乌鸦的意识有了新的了解,同时又提出了更多未解的问题。

  瑞典隆德大学的认知科学家梅甘·兰伯特(Megan Lambert)和她的同事们设计了3个实验,以考察乌鸦玩耍和它们使用工具解决问题的能力之间的关系。在此前的研究中,科学家记录了野生新喀鸦(学名:Corvus moneduloides)使用各种各样工具的行为,比如它们会用有钩的木棍或特别准备的叶片,将躲在树干缝隙中的昆虫拖出来。然而,科学家也经常观察到乌鸦摆弄着各种古怪的东西,似乎只是单纯地因为好玩,而没有明确的目的。

  在一段拍摄于俄罗斯的视频中,一只乌鸦用塑料瓶盖在积雪的屋顶上玩起了滑雪。研究者将这种把戏称为“无奖赏物品探索”。这只乌鸦并没有得到“奖赏”,因为它的所作所为并无助于它的生存,唯一的回报或许就是从屋顶上滑下来的乐趣。不过,兰伯特及其同事也推测,这类看似滑稽的行为其实可能是为以后更好地使用工具做准备。这只乌鸦正在学习滑行,而且我们可以看出,它已经明白如果瓶盖下方的积雪不够,那它就无法从屋顶上滑下来。

  从玩具到工具

  真正的问题是,从把玩某种东西到把它当作工具,这其中是否有直接的联系?研究人员设计的前两个实验正是为了回答这一问题。他们对6只在研究开始5周之前捕获的新喀鸦进行了测试。为了进行比较,他们还测试了8只圈养的啄羊鹦鹉(学名:Nestor notabilis)。啄羊鹦鹉以擅长用各种物体嬉戏著称,但它们在野外并不使用工具。

  科学家给了几样物品让这两组鸟玩耍,包括具有不同图案的方块,其中一半轻一半重;以及不同颜色的绳子,一半很柔软,另一半则很坚硬(内部有金属条)。

  在玩耍一会之后,这些鸟开始接受训练。它们必须使用一个较重的物体(不是方块)来打破一个平台,从而获得食物奖赏。接着,它们需要学着用一根坚硬的棍子(不是绳子),把一根管子里的食物推出来。现在,这些鸟既熟悉它们的“玩具”,又要完成使用工具来获得食物的任务。

  如果这些鸟知道了怎么用工具拿到食物,它们是否会改变对待玩具的方式呢?或许它们会更关注较重的方块,或坚硬的绳子?研究者给了鸟一些玩具,并把食物平台放在它们的视野范围内,使获取食物的任务保持新鲜感。然而,没有一只鸟改变玩耍的方式,它们还是只把方块和绳子当作玩具。没有迹象表明它们试图寻找能帮助获得食物的工具。

  在测试的最后阶段,研究者给了这些鸟10次机会,让它们从食物平台或管道中获取食物。每一次测试,研究者都摆上了两个它们之前玩过的玩具。为了获得食物,它们必须选择一个重方块,或是一条坚硬的绳子。

  在12只完成了4个阶段实验的鸟中,有4只(两只啄羊鹦鹉和两只新喀鸦)在使用绳子上表现出了高出随机水平的能力;而在使用方块上,没有一只鸟表现出高于随机水平的能力(在一次用颜色区分方块的单独实验中,一只啄羊鹦鹉和一只新喀鸦学会了选择正确的方块,因此很可能它们是根据颜色而不是重量来选择)。在第三轮实验中,这些鸟都不允许用工具玩耍,研究者发现没有一只表现出了超出随机水平的能力。

  这些实验催生出了一些有趣的结论。一是,这些鸟显然通过玩耍明白了这些物体的物理特性。当它们被允许在食物任务测试之前玩耍时,它们会在使用何种工具上做出更好的选择。而且,并不是所有的鸟都同样擅长将玩具变成工具。这些鸟的行为具有高度个体化的特征,尽管它们接受的是完全一样的测试条件。

  间接学习

  在近期发表于《皇家学会开放科学》(Royal Society Open Science)期刊上的论文中,研究者指出,这些实验结果表明玩耍与工具使用之间是间接的关系。很显然,二者存在关联,因为玩耍的鸟能更好地用这些工具获得食物。但是,不同的鸟之间存在巨大的行为差异,意味着它们从玩耍中获得的东西并不相同。

  重要的是,这些鸟并没有将玩耍作为锻炼工具使用能力的手段。“这些结果支持了‘无奖赏物体探索能提供物体性质或直观功能等信息’的假说,这些信息可以用来解决问题;但是,这样的探索并不存在其他可能同时出现的功能,比如提高操作能力,或者产生新的行为次序。考虑到显而易见的奢侈性,可以推测这种探索行为能带来非常多的好处,”兰伯特和她的同事们写道,“受试的新喀鸦可能运用了在探索新物品过程中获得的信息,以选择在之后任务中功能合适的工具;然而,没有证据表明它们为了解决问题,而在有策略性地获取物品功能属性的信息。”

  对鸟类来说,玩耍是一项很“奢侈”的活动,因为它们玩耍的时间越多,在促进生存的行为——如寻找食物、修建鸟巢等——上花的时间就越少。从演化的角度看,如果玩耍的成本真的这么高,那其中一定蕴含着某些好处。但是,正如研究者所发现的,这种好处既复杂又间接。乌鸦把玩绳子是因为好玩,而用绳子把食物从管道里推出来这是次生效应。

  或许乌鸦喜欢玩耍只是因为这能帮助它们获得普遍适用的问题解决能力。当然,这并不能全部解释现实中乌鸦的种种古怪习惯,比如唆使两只猫展开搏斗。在一段视频中,一只乌鸦不断地啄咬猫的尾巴,最终使两只猫缠斗在一起,而它的挑衅行为并未就此停止。

  我们还可以看到许多乌鸦啄咬狗尾巴,使狗几乎抓狂的视频。从某种意义上,乌鸦把这些不明就里的哺乳动物当成了工具。它们知道这样的举动(啄咬背部和尾巴)会让猫和狗抓狂,而它们似乎也很享受这样的结果。

  那么,这么做到底有什么“奖赏”吗?这么做能否帮助它们在其他情况下生存?兰伯特等人发现,问题的答案相当模糊。鸟类从这类活动中学到的可能不是某种明确的能力;它们可能意识到自己可以让其他动物做出某些举动,因而获得短暂的娱乐。在这一过程中,乌鸦或许能更好地了解如何操纵物体和哺乳动物,以得到食物。(任天)

责任编辑:王超

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