本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
英国最大的动物行为学会议(动物行为研究协会)上周四和周五在我的家乡圣安德鲁斯举行。会议的主题是“理解动物智能”,涵盖了从黑猩猩和人类到蜜蜂和丛鸦等动物。会上讨论了大量令人兴奋的新研究,我想在这里分享其中的一些片段。
来自剑桥大学的亚历克斯·桑顿就猫鼬的行为发表了有趣的演讲。猫鼬的不同寻常之处在于它们会主动教导彼此,这在非人类动物中很少见。他认为,即使我们经常将社会学习(向其他个体学习)视为“智能”,但它不一定非得如此。
猫鼬中最常见的教学方式是从父母到幼崽,它们经常使猎物丧失能力,以便幼崽学习如何自行杀死猎物。随着幼崽学会自行杀死猎物,父母会带来更有能力自卫的猎物,直到幼崽完全能够独自杀死它们。
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与猫鼬在一起的亚历克斯·桑顿
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但是父母如何知道幼崽何时长大到足以自卫呢?一项实验表明,当科学家播放年长猫鼬的叫声时,父母给幼崽带来的猎物比听到年幼幼崽的叫声时修改得更少。
亚历克斯·桑顿还讨论了另一项实验,其中猫鼬接受了两种不同方式的训练,以解决一项获取食物的任务。观察到特定个体以一种方式解决任务的猫鼬群体成员随后将学会以同样的方式解决它。因此,这些动物似乎能够彼此进行社会学习。然而,猫鼬似乎也不一定像人类那样“理解”它们正在解决的任务,也不将它们的知识(在测试的设置中)应用于新的情况。
伊丽莎贝塔·维萨尔贝吉就她一生致力于卷尾猴及其工具使用能力的工作发表了演讲。卷尾猴使用石头砸开坚果
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她在实验室进行的一系列实验表明,卷尾猴能够选择合适的工具和合适的地点来敲开坚果。
埃尔瓦·罗宾逊就蚂蚁以及它们如何集体决定最佳筑巢地点发表了精彩的演讲。她讨论的实验使用了一种方法,这种方法无疑让很多人在会后议论纷纷:蚂蚁的背部安装了微小的芯片,当它们从机器下方走过时,机器可以扫描这些芯片。这不仅意味着可以通过简单的扫描来识别单个蚂蚁,而且还允许进行特定的实验设计,揭示这些生物如何选择巢穴。通过使用这些射频识别标记的蚂蚁,科学家可以控制哪些蚂蚁走到哪里。一些蚂蚁被允许查看特定的“好”巢穴地点,而其他不在“嘉宾名单”上的蚂蚁则被扫描,然后一个小门落下,拒绝它们进入。这项研究发现,整个蚁群的决定可能会在没有个体亲自体验过好坏巢穴地点的情况下产生:只要一些个体体验过其中一个巢穴地点,而另一些个体体验过另一个巢穴地点,就可以达成群体共识。
对我来说,最明显的亮点之一是汤姆·西利关于蜜蜂群体智能的演讲。群体智能是指多个个体可以解决单个个体无法解决的任务的想法。人类群体智能的最早例子可能是弗朗西斯·高尔顿在 1907 年记录的,他写了一场比赛,其中 800 人必须猜测一头牛的重量。他们所有预测的中位数非常接近实际重量。更现代的例子是谷歌和维基百科。
西利的蜜蜂生活在约 10,000 只工蜂的群体中,其中 300 至 500 只是“侦察蜂”。这些侦察蜂离开蜂群,外出寻找蜂群的新栖息地。“梦想家园”是活树高处的空腔,足够容纳整个蜂群。当侦察蜂发现某个看起来合适的地方时,它会回到蜂群并跳“摇摆舞”来展示这一点。您可能已经知道,侦察蜂的这种摇摆舞会告诉其他蜜蜂新潜在家园的方向和距离。然而,它也向其他蜜蜂传达了侦察蜂认为该位置有多好。这意味着如果侦察蜂认为该位置是顶级位置,它会跳不同的舞蹈,如果它只是平庸的位置,它也会跳不同的舞蹈。
聪明的动物?马克·比安卡涅洛,他吸引了 39.5 公斤(87 磅)的蜜蜂到他身上参加蜜蜂穿戴比赛。
然而,有数百只侦察蜂,它们都在探索世界,并将不同的信息带回蜂群。这就是群体智能的用武之地。当多只侦察蜂返回蜂群并分享它们的信息时,就会出现一种“辩论”,因为不同的“想法”被摆到桌面上。只有在达成共识后,蜂群才会迁移到新的地点。通过一系列实验,汤姆·西利和他的团队在理解这种共识是如何达成的方面取得了长足的进步。他们建立了一个蜂群,并在周围放置了各种潜在的蜜蜂家园(1 个“梦想家园”和 4 个平庸的家园)。在 10 次试验中,蜜蜂有 9 次能够选择最好的一个,并将蜂群迁移到那里。
通过观察蜂群,科学家们发现,当侦察蜂采样质量更高的盒子时,它们比潜在的新家园质量较低时跳的舞蹈圈数更多。其他侦察蜂注意到了舞蹈,并亲自查看了盒子。一旦一定数量的侦察蜂“同意”这是一个适合居住的好地方,并且都在跳舞,蜂群就会做出迁移的决定。
现在是真正酷的部分:所有支持特定地点的侦察蜂,例如最好的盒子,都会尝试阻止为其他地点跳舞的侦察蜂。它们通过一种微妙的信号干扰它们的舞蹈:撞击舞者。这种抑制信号是它们撞击跳舞的蜜蜂时发出的可听见的“哔哔”声。它会在大约 5 到 25 次“哔哔”声后停止舞者。作为回报,那些支持该地点的蜜蜂将尝试抑制为更好的地点跳舞的蜜蜂。因此,通过兴奋性(跳舞)和抑制性(“哔哔”)信号,会形成法定人数,蜜蜂会决定迁移到哪个地点。
汤姆·西利在演讲结束时将这种群体智能方法与大脑进行了有趣的类比。蜜蜂就像大脑中的单个神经元一样,将许多小信息(兴奋性和抑制性)结合在一起,以做出集体“决定”。
总而言之,这是一次富有启发性和鼓舞人心的会议,让我有很多值得思考的地方。