摇滚乐队 Counting Crows 选择他们的乐队名字是有道理的。《科学》杂志本周发表的研究表明,乌鸦确实会数数。
该研究的主要作者,德国图宾根大学神经生物学博士后研究员戴安娜·廖说,结果表明,乌鸦的计数能力接近于刚开始掌握数字的人类幼儿。“我们认为这是首次在任何动物物种中得到证实,”她补充道。
乌鸦似乎不具备符号计数能力,即数字与作为精确表示的特定符号相关联。这种技能仍然被认为是人类独有的。相反,这些鸟类能够通过控制它们发出的声音的数量来对应相关的提示来计数——就像尚未掌握符号计数的幼儿经常做的那样,廖说。例如,一个幼儿被问到树上有多少个苹果,可能会回答“一个,一个,一个”或“一个,两个,三个”——发出与他们看到的物体数量相对应的语音,而不是只说“三个”。
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科学家们长期以来一直怀疑,一些非人类物种也可能具有通过控制其发声次数来计数的 能力,但他们一直缺乏确凿的证据来证明这一点。例如,在一项关于黑顶山雀的研究中,研究人员报告说,鸟类警报叫声末尾的“dee”音符的数量与它们发出警告的捕食者的大小成反比。(在该研究中,小型捕食者对山雀的风险高于大型捕食者。)“它们似乎在传达威胁的程度,”廖说。
然而,仅凭这一发现并不能证明山雀是有意通过编号的叫声来传达关于捕食者的信息。廖说,这种行为也可能是由鸟类所经历的恐惧程度驱动的,更危险的捕食者会引发更高的唤醒状态,从而发出更多的叫声。
在新的研究中,廖和她的同事通过在精心控制的实验室环境中对三只 carrion crow (Corvus corone) 进行实验,排除了这些未知因素。他们向鸟类展示了随机排序的提示,其中四个是视觉提示——触摸屏上显示的彩色阿拉伯数字——另外四个是听觉提示,包括短吉他和弦和鼓声。通过反复试验,鸟类必须找出与每个提示配对的正确叫声数量,介于一到四之间。如果它们做对了,它们会得到颗粒或蠕虫奖励。如果没有,它们将从游戏中暂停。
当鸟类做错事时,它们倾向于在目标数字附近犯错误——这种现象被称为数字距离效应。正如廖解释的那样,“混淆三和四比混淆一和四更容易。”
在接受了 166 到 189 次训练课程后,所有的乌鸦都能够以高于偶然性的水平发出与提示相关的正确数量的声音——廖说,这是一个“非常酷”的发现。她也怀疑,如果给它们机会,乌鸦可以掌握高于四的数字。
德国波鸿鲁尔大学的生物心理学家 Onur Güntürkün 没有参与这项研究,他说这篇新论文“非常出色”——即使考虑到科学家们已经了解到的关于乌鸦和许多其他物种的智慧,这些发现也“并不意外”。
“我们知道乌鸦可以灵活地使用视觉和听觉信息来解决任务,可以控制它们的发声,并且可以利用数字信息,”Güntürkün 说。
但 Güntürkün 继续说道,值得记住的是,哺乳动物和鸟类在进化轨迹上大约在 3.24 亿年前分离,强有力的证据表明,它们的最后共同祖先“没有能力做到这篇论文中的乌鸦所做的事情。”
因此,鸟类和哺乳动物的计数能力代表了“趋同大脑进化的壮观案例”,其中两个群体都为地球生命提出的认知挑战提出了几乎相同的解决方案,他说。“因此,乌鸦像幼儿一样学习、记忆、计划、行动和犯错。”