鱼类会使用解决问题的能力并创造工具

事实证明，一些鱼类是非常优秀的解题者。有时它们甚至会使用工具

在帕劳的密克罗尼西亚群岛潜水时，进化生物学家贾科莫·贝尔纳迪目睹了一些不寻常的事情，并幸运地将其拍摄下来。一条橙点唇齿鱼 (Choerodon anchorago) 通过向沙子吹水，将埋在沙子里的蛤蜊挖出来，然后用嘴捡起软体动物，并将其带到 30 码外的一块大石头旁。然后，通过几次快速的头部甩动和适时地松开，这条鱼最终将蛤蜊在石头上敲开。在随后的 20 分钟里，这条唇齿鱼吃了三个蛤蜊，使用相同的行为顺序来砸碎它们。

贝尔纳迪是加州大学圣克鲁兹分校的教授，据信他是第一位拍摄到鱼类展示工具使用的科学家。无论从哪个角度来看，这都是鱼类的一种非凡行为。长期以来，人们一直认为工具使用是人类独有的，直到过去十年，科学家才开始认识到哺乳动物和鸟类以外的这种行为。

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每次观看贝尔纳迪的视频，我都会发现新的亮点。最初我没有注意到，这条富有进取心的唇齿鱼并不是以我们可能期望的方式——从嘴里喷射水柱——来挖出蛤蜊的。这条鱼实际上是背对着目标，然后猛地合上鳃盖，产生一股水脉冲，就像你合上一本书时，书本会产生一股气流一样。这不仅仅是工具的使用。通过使用一系列在时间和空间上分隔开的灵活行为，这条唇齿鱼是一个计划者。这种行为让人想起黑猩猩使用树枝或草茎从白蚁巢穴中引出白蚁。或者巴西卷尾猴使用沉重的石头将坚硬的坚果砸在充当砧板的扁平巨石上。或者乌鸦将坚果扔到繁忙的十字路口，然后在红灯时俯冲下来，捡起被车轮碾碎的碎片。

在前往目的地的途中，我们的唇齿鱼停下来，尝试了一块躺在沙子上的小石头。它漫不经心地敲了几下，然后又继续上路了，好像它已经决定这块石头不值得它浪费时间。（谁不会对这些误入歧途的尝试以及它们如何反映凡人生命的脆弱性感同身受呢？)

对于任何动物来说，这些都是令人印象深刻的认知壮举。它们是由鱼类完成的这一事实，显然颠覆了仍然普遍存在的假设，即鱼类处于动物智力谱的末端。正如人们意识到贝尔纳迪那天看到的情景并非个例一样。科学家们已经在澳大利亚大堡礁的绿鳍鹦鲷（也称为黑斑唇齿鱼，Choerodon schoenleinii）；佛罗里达海岸附近的黄头鹦鲷 (Halichoeres garnoti)；以及水族馆环境中的六线鹦鲷 (Thalassoma hardwicke) 中观察到类似的行为。在六线鹦鲷的案例中，圈养的鱼被喂食了太大而无法吞咽，也太硬而无法仅用下颚咬碎的颗粒。这条鱼将一颗颗粒带到水族箱中的一块石头旁，并像唇齿鱼砸蛤蜊一样将其砸碎。观察到这一现象的波兰弗罗茨瓦夫大学的动物学家 Łukasz Pas´ko 看到鹦鲷进行了 15 次颗粒砸碎行为，并且他在圈养数周后才首次注意到它。Pas´ko 将这种行为描述为“非常一致”且“几乎总是成功”。

顽固的怀疑论者可能会指出，这种行为不是真正的工具使用，因为鱼类不是像人类用斧头劈开木头做柴火，或者黑猩猩用棍子获取最美味的白蚁那样，挥舞一个物体来操纵另一个物体。Pas´ko 自己也将鹦鲷的行为称为“类似工具”。但这并不是要贬低这种行为，因为正如他指出的那样，对于鱼类来说，用单独的工具砸碎蛤蜊或颗粒根本不是一种选择。首先，鱼类没有配备抓握肢体。此外，水的粘度和密度使得用孤立的工具难以产生足够的动量（尝试在水下将核桃壳扔向石头来砸碎它）。而用嘴夹住工具，这是鱼类的另一种实际选择，效率低下，因为食物碎片会漂走，最终被其他饥饿的游泳者抢走。

专家瞄准

正如唇齿鱼用水作为移动沙子的力量一样，射水鱼 (Toxotes) 也用水作为一种力量——只是这次是作为狩猎弹丸。这些四英寸长的热带射手——银色的身体两侧有一排漂亮的黑色斑块——主要栖息在从印度到菲律宾、澳大利亚和波利尼西亚的河口、红树林和溪流的咸淡水域中。它们的眼睛足够宽、大且灵活，可以实现双目视觉。它们还具有令人印象深刻的下颚突出，它们用它来创造某种枪管。通过将舌头压在上颚的凹槽上，并突然压缩喉咙和嘴巴，射水鱼可以将一股尖锐的水柱喷射到空中 10 英尺远——在 3 英尺的距离上，某些个体的准确率接近 100%。对于那些潜伏在这些鱼类出没的回水区上方的树叶上的甲虫或蚱蜢来说，真是倒霉。

这种行为非常灵活。射水鱼可以单发射水，也可以像机关枪一样连发射水。目标包括昆虫、蜘蛛、幼蜥蜴、生肉块、典型猎物的科学模型，甚至观察者的眼睛——以及他们点燃的香烟。射水鱼还会根据猎物的大小装填武器，对于较大、较重的目标使用更多的水。经验丰富的射手甚至可能瞄准垂直表面上猎物的正下方，将其直接击落到水中，而不是更远的地方。

黑斑唇齿鱼通过将鸟蛤砸在石头上将其打开，一些科学家认为这是工具使用的一个例子。图片来源：斯科特·加德纳提供

用水作为弹丸只是射水鱼众多觅食选择之一。大多数时候，这种鱼像普通鱼类一样在水下觅食。如果食物距离水面只有一英尺，它们可能会采取更直接的方式，跳起来用嘴抓住它。

射水鱼群居生活，它们具有出色的观察学习能力。它们的狩猎能力并非天生具备，因此新手只有经过长时间的训练才能成功射击快速移动的目标。德国埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学的研究人员对圈养射水鱼的研究发现，即使目标移动速度只有每秒半英寸，没有经验的个体也无法成功击中目标。但是，在观看另一条射水鱼尝试（成功和不成功）击中移动目标 1000 次后，新手能够成功射击快速移动的目标。科学家们得出结论，射水鱼可以假设另一条射水鱼的视角，从而从远处学习一项困难的技能。生物学家称之为“视角采择”。射水鱼所做的事情可能不需要像一只圈养黑猩猩那样高的认知水平，后者曾将一只受伤的椋鸟带到树上，帮助它重新飞上天空，但这仍然是一种从另一个角度理解事物的形式。

高速视频记录显示，这些鱼类根据飞行猎物的速度和位置使用不同的射击策略。当使用研究人员所说的“预测提前策略”时，射水鱼会调整水柱的轨迹，以适应飞行昆虫的速度——如果目标移动速度更快，它们会瞄准目标更前方的位置。如果目标飞得很低（通常低于水面 7 英寸），射水鱼通常会使用另一种策略，研究人员称之为“转弯射击”。这种操作包括鱼类在射击的同时水平旋转身体，以匹配目标的横向移动，从而使水柱“跟踪”目标在空中的路径。这些鱼会让任何四分卫感到骄傲。

射水鱼还可以通过学习控制目标视在大小和鱼相对于目标位置的物理定律，来补偿水-空气过渡产生的 оптическая 畸变。拥有这样一种通用的“鳍定律”使射水鱼能够从陌生的角度和距离估计物体的绝对大小。我想知道射水鱼是否也从事昆虫学，通过视觉识别昆虫来判断它们是否美味，是否太大而无法食用或太小而不值得理会，或者它们是否蜇人。

最有可能的是，射水鱼喷射水柱的时间至少与人类投掷石头的时间一样长，我怀疑早在我们的祖先在铁器时代开始用热金属敲打砧板之前，鹦鲷就已经使用石头砸开蛤蜊了。但是，鱼类能否像我们在意外情况下需要即兴发挥时那样，自发地发明工具使用呢？2014 年 5 月，一项研究强调了大西洋鳕鱼在圈养用于水产养殖研究时创新使用工具的一个例子。每条鱼的背部靠近背鳍处都佩戴了一个彩色标签，研究人员可以通过标签识别每条鱼。饲养池有一个自动喂食器，由一根末端带有环的绳子激活，鱼很快就学会了，它们可以通过用嘴抓住环并拉动它来释放一小块食物。

显然，一些鳕鱼发现，它们可以通过将环钩在标签上并游一小段距离来激活喂食器。这些聪明的鳕鱼通过数百次“测试”磨练了它们的技术——它变成了一系列精细调整的、目标明确的、协调的动作。它也展示了真正的改进，因为创新者能够比用嘴取食快一瞬间抓住颗粒。鱼类通常被期望与外部设备互动来喂养自己已经够令人印象深刻了，但有些鱼类在这种情况下设计了一种使用标签的新方法，这表明了鱼类的灵活性和创造力。

鱼类使用工具似乎仅限于少数鱼类群体。澳大利亚鱼类生物学家卡勒姆·布朗认为，鹦鲷尤其可能是鱼类对哺乳动物中的灵长类动物和鸟类中的鸦科动物（乌鸦、渡鸦、喜鹊和松鸦）的回应，它们拥有比预期更多的工具使用例子。这可能只是因为水下生活提供的工具使用机会比陆地生活更少。但我们确实知道，唇齿鱼和射水鱼是进化在解决问题方面无限能力的典型例子，而且它们可能会在其他鱼类中发现许多同类。