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如果一定要在地球上找一种外星生物,可能就是这位了

桂粤科普
桂林理工大学教师,三年科普中国优秀信息员、广东科学传播达人。
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这是最近看到的最有趣的研究之一了。

这是一只墨鱼,图片没有被PS过,正如你看到的那样,它被“强迫”戴上了一副红蓝眼镜。因为一场研究的关系。

虽然墨鱼戴眼镜是一个意想不到的景象,但由明尼苏达大学领导的研究小组建造了一个水下剧院,并为头足类动物配备了专门的 3-D 眼镜,以研究墨鱼如何确定打击移动猎物的最佳距离。他们的研究表明,乌贼在捕猎移动目标时使用立体视觉来感知深度。

被强迫戴上3D眼镜的过程。

研究结果发表在《科学进展》杂志上。

墨鱼通过展开它们的触手来捕食,为了成功攻击,墨鱼必须计算深度以将自己定位在与猎物的正确距离处。如果距离太近,猎物可能会受到惊吓而逃跑;太远,触手将无法到达。

为了测试墨鱼的大脑如何计算与物体的距离,该团队训练墨鱼戴上 3D 眼镜并攻击两只行走的虾的图像,在马萨诸塞州伍兹霍尔海洋生物实验室的计算机屏幕上,每张图像都显示不同的颜色.

这些图像被偏移,使研究人员能够确定墨鱼是否在比较左眼和右眼之间的图像,以收集有关与猎物距离的信息。比较图像的过程称为立体视觉,与人类确定深度的方式相同。根据图像偏移,墨鱼会感知虾是在屏幕前面还是后面。根据偏移量,墨鱼可以预测离屏幕太近或太远。

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“墨鱼对差异的反应清楚地表明墨鱼在狩猎时使用立体视觉,”生物科学学院生态、进化和行为系助理教授特雷弗沃迪尔说。“当只有一只眼睛可以看到虾时,这意味着立体视觉是不可能的,动物需要更长的时间来正确定位自己。当两只眼睛都能看到虾时,意味着它们利用立体视觉,墨鱼在攻击时可以做出更快的决定。这可以吃一顿饭就大不一样了。”

通过这个过程,研究人员还发现墨鱼立体视觉的机制可能与人类不同,因为墨鱼成功地确定了与反相关刺激的距离(即左眼和右眼图像具有相同的模式,但相反)亮度)。人类无法可靠地做到这一点。

“虽然墨鱼的眼睛与人类相似,但它们的大脑却截然不同,”生物科学学院生态、进化和行为系助理教授 Paloma Gonzalez-Bellido 说。“我们知道墨鱼的大脑不像人类那样被分割。它们似乎没有大脑的一个部分——比如我们的枕叶——专门用于处理视觉。我们的研究表明,它们的大脑中一定有一个区域可以比较墨鱼左右眼的图像并计算它们的差异。”

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此外,墨鱼能够将眼睛旋转到面向前方的位置,这是一种独特的特性,使它们与头足类动物亲戚(例如鱿鱼和章鱼)区分开来。墨鱼可能是唯一具有计算和使用立体视觉能力的头足类动物。螳螂是唯一已知使用立体视觉的其他无脊椎动物。

墨鱼有多聪明?

当墨鱼知道晚上有虾——它们最喜欢的食物——时,它们白天吃的螃蟹就会减少。这种根据未来预期做出决策的能力揭示了复杂的认知能力。

“令人惊讶的是,墨鱼很快就适应了它们的饮食行为——仅仅几天时间,它们就知道晚上是否可能有虾。这是一种非常复杂的行为,只有在它们拥有复杂的大脑,”博士宝琳比拉德说。剑桥大学心理学系和法国Unicaen的学生,该报告的第一作者。

墨鱼的觅食行为可以被描述为选择性的或机会主义的。观察欧洲常见的墨鱼,棕褐色,当研究人员每天晚上可靠地提供一只虾时,墨鱼在白天变得更有选择性,吃的螃蟹明显减少。但是当他们随机提供晚间虾时,墨鱼变得投机取巧,白天吃更多的螃蟹。

随机提供晚间虾意味着墨鱼无法预测每天晚餐是否有他们最喜欢的食物,因此他们确保在当天早些时候有足够的食物。当条件发生变化时,墨鱼改变了它们的觅食策略以进行匹配。

研究人员看到动物根据他们的经验迅速从一种饮食策略转变为另一种饮食策略。通过学习和记住食物供应的模式,墨鱼优化了它们的觅食活动,不仅是为了保证它们吃得足够——而且还确保它们吃更多它们喜欢的食物。

墨鱼吃各种各样的食物,包括螃蟹、鱼和鱿鱼,这取决于可用的食物。尽管饮食如此普遍,但他们表现出强烈的食物偏好。为了测试这一点,研究人员每天对 29 只乌贼进行了五次测试,为期五天,将螃蟹和虾同时放在与乌贼等距的地方,观察它们先吃什么。都表现出对虾的偏爱。

动物必须不断适应环境的变化才能生存。墨鱼孵化出来的中枢神经系统很大,这使它们能够从小就学习。他们能够记住过去发生的事情,并利用这些信息来调整自己的行为以预测未来。

墨鱼是头足类动物的一种。从进化的角度来看,头足类动物和脊椎动物在大约 5.5 亿年前发生了分化,但它们的神经系统组织却非常相似。

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2023-04-28