动物伪装大师

人类并非唯一利用视觉欺骗来获得优势的物种

在澳大利亚和新几内亚的森林中,生活着一种鸽子大小的生物,它不仅是建筑大师,也是一位聪明的幻术师。大亭鸟(Chlamydera nuchalis)——乌鸦和松鸦的近亲——有一种精心设计的求偶仪式,依赖于雄性创造强制透视的能力。

在整整一年中,雄鸟会精心建造和维护它的凉亭:一条60厘米长的树枝通道,通向一个用灰色和白色鹅卵石、贝壳和骨头装饰的庭院。有些物种还会添加鲜花、水果、羽毛、瓶盖、橡子、废弃的玩具——任何它们能找到的彩色小饰品。雄鸟非常小心地根据大小排列物体,使最小的碎片最靠近凉亭入口,最大的物品最远离入口。

这种精心设计的结构不是巢穴。它的唯一目的是吸引雌鸟交配。一旦建造完成,雄鸟会在庭院中为来访的雌鸟表演,雌鸟——像一位挑剔的美国偶像评委一样——从走廊中间评估这套程序。它唱歌、跳舞和昂首阔步,抛掷一些精选的小饰品来打动它潜在的伴侣。雌鸟的视角非常狭窄,因此她认为铺在庭院中的物体大小均匀。这种强制透视使精选的贡品显得更加宏大,因此也更具吸引力。


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这些贡品,以及雄鸟本身,由于视觉科学家称之为艾宾浩斯错觉效应而显得比实际更大,这种效应会导致一个物体如果被较小的物体包围,看起来会更大。2012年,生态学家劳拉·凯利和约翰·A·恩德勒(当时都在澳大利亚迪肯大学)证实,在昆士兰州的大亭鸟中,雄鸟产生这些错觉的能力在一定程度上可以预测它的交配成功率。

视觉欺骗在动物王国中并不罕见,这也许就是为什么如此多的文化中都有关于骗子生物的故事——古希腊《伊索寓言》中的狼、平原印第安神话中的老郊狼和美国南方的布雷尔兔故事,仅举几例。但通常情况下,现实超越了虚构。亭鸟只是众多经常使用视觉欺骗来维持生存和繁殖的动物之一。这些适应性支持了这样一种观点,即错觉不仅仅是感知错误,而且还可以提供显著的优势。

有些动物像亭鸟一样改变它们的环境,但许多其他动物会改变它们的外观或行为来欺骗潜在的敌人或毫无戒心的猎物。在这里,我们回顾一下动物用来改变外观的三种主要错觉——隐匿、伪装和拟态——并考察每种错觉中最引人注目的几个例子。

伪装

图片来源:TODD BANNOR Alamy (燕尾蝶幼虫);ROBERT THOMPSON Nature Picture Library (羽毛状刺蛾幼虫);ALEX HYDE Nature Picture Library (幽灵螳螂)

有些动物对捕食者的吸引力较低,因为它们看起来像熟悉的无生命或不可食用的物体。例如,巨型燕尾蝶(Papilio cresphontes)(左图)的幼虫伪装成鸟粪,球网蜘蛛(Cyclosa ginnaga)也是如此。

羽毛状刺蛾(Selenia dentaria)(中间)的幼虫伪装成树枝。它不仅在颜色和形状上像树枝,而且还将自己保持在一个角度,很像寄主植物中实际树枝的角度。同样,夜鹰属的鸟类,其羽毛呈树皮色,通过在白天静止不动地栖息来伪装成树桩。

少数物种具有灵活性,可以在周围环境中匹配不同的令人厌恶的物体。墨鱼,像它们的章鱼亲戚一样,具有非凡的伪装天赋,可以突然改变它们的皮肤颜色。它们可以很容易地将自己伪装成岩石或海藻。胡椒蛾幼虫(Biston betularia)也可以像变色龙一样,改变它们的颜色以匹配附近不同的树枝。

有些捕食者也利用这种技巧。幽灵螳螂(Phyllocrania paradoxa)(右图)伪装成枯叶来欺骗毫无戒心的苍蝇。

隐匿

图片来源:FRANS LANTING Corbis

有些动物融入周围环境,以躲避捕食者的探测。这种称为隐匿的技术依赖于其他动物未能察觉到欺骗者。(相比之下,伪装和拟态生物并不难被发现,但看到它们的动物会将它们错误地归类为另一个物种或无生命物体。)

隐匿动物,例如这只模仿地衣的螽斯(右图),有多种方式可以通过伪装来避免被发现。由于它们皮肤或外骨骼中的破坏性颜色和图案,许多生物有效地消失在背景中。其他生物也采用隐匿行为,躲藏在洞穴中或用沉积物覆盖自己。

拟态

图片来源:PAUL STAROSTA Corbis

眼斑——类似于脊椎动物眼睛的同心圆——在蛾和蝴蝶中普遍存在,但它们可以是小的和边缘性的,也可以是大的和中心的。较小的眼斑可能会将捕食者的注意力从头部或其他重要身体部位转移开。较大的眼斑往往看起来像捕食者敌人的眼睛,这表明它们的作用是恐吓潜在的攻击者。

2014年,芬兰于韦斯屈莱大学的生物学家塞巴斯蒂亚诺·德·博纳和他的同事得出结论,是眼睛拟态——而不是眼斑的显眼性——导致了捕食者的回避。他们在一个电脑屏幕上向大山雀(Parus major)展示了各种图像,大山雀是以蝴蝶为食的鸟类。照片包括猫头鹰(捕食大山雀),以及几种不同的蝴蝶。其中一些蝴蝶图片具有看起来自然的眼斑,另一些没有,第三组显示了数字操纵的斑点,这些斑点具有与真实斑点相同的颜色对比度,但看起来不太像眼睛。鸟类对拟态眼斑和猫头鹰真眼的厌恶反应相当。它们对修改过的眼睛的反应不太强烈。

所谓的贝茨拟态是无害的生物,由于它们的声音、外观、行为或气味,欺骗捕食者将它们误认为是毒性或危险的物种。例如,食蚜蝇模仿蜜蜂的图案和颜色。已经学会远离痛苦蜇伤的捕食者会受到激励而远离这种拟态者。

更多探索

亭鸟求偶成功中的错觉。 L. A. Kelley 和 J. A. Endler 发表于Science,第335卷,第335-338页;2012年1月20日。

动物视觉错觉和迷惑:感知视角的重要性。 L. A. Kelley 和 J. L. Kelley 发表于Behavioral Ecology,第25卷,第3期,第450-463页;2014年5月-6月。

捕食者拟态而非显眼性解释了蝴蝶眼斑的功效。 S. De Bona, J. K. Valkonen, A. López-Sepulcre 和 J. Mappes 发表于Proceedings of the Royal Society: Biological Sciences,第282卷,第1806期,文章编号20150202;2015年5月。

伪装。 J. Skelhorn 发表于Current Biology,第25卷,第15期,第R643-R644页;2015年8月3日。

苏珊娜·马丁内斯-孔德 是纽约州布鲁克林州立大学下城健康科学大学的眼科学、神经病学和生理学与药理学教授。她是棱镜奖获奖作品《思维的诡计》(与斯蒂芬·麦克尼克和桑德拉·布莱克斯利合著)以及《错觉的冠军》(与斯蒂芬·麦克尼克合著)的作者。

更多作者:苏珊娜·马丁内斯-孔德

斯蒂芬·L·麦克尼克 是纽约州布鲁克林州立大学下城医疗中心的眼科学、神经病学和生理学与药理学教授。他与苏珊娜·马丁内斯-孔德和桑德拉·布莱克斯利合著了棱镜奖获奖作品《思维的诡计》。他们的即将出版的书籍《错觉的冠军》将由《大众科学》/法勒、斯特劳斯和吉鲁出版。

更多作者:斯蒂芬·L·麦克尼克
SA Mind Vol 27 Issue 2本文最初以“动物魔术师”为题发表于SA Mind 第27卷第2期 (), p. 18
doi:10.1038/scientificamericanmind0316-18
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