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
Zen 最近写道 提到 了他的博客上的这项研究,所以我认为现在是时候从档案中挖掘出来了。此外,我刚从 APS 回来(请看我每日的总结 这里这里 和 这里),我累坏了。
家养动物和它们的野生对应物可能在很多方面存在巨大差异;形态(身体特征)、生理和行为方面都可能存在差异。这些变化可能取决于对圈养的自发适应,或者最初驯养动物的动机所产生的人工选择压力。
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经常观察到的驯养结果之一是相对脑容量的普遍减少。在所有被研究的物种中都观察到了这种减少,只有一个例外:小家鼠(mus musculus)。重要的是,这种减少不仅仅是身体尺寸增加的结果。尽管尚未进行科学探索,但许多人认为脑容量的减少反映在脑功能的类似减少中。换句话说:大脑较小(相对于身体尺寸)和动物较笨。
看,这就是家养豚鼠(Cavia aperea f. porcellus)
图 1:豚鼠。我不认为它们看起来很像猪。而且,它们肯定不是来自 几内亚。
家养豚鼠的简史(这不是你一直想知道的吗?)
豚鼠大约在 4500 年前在南美洲首次被驯养,为南美洲土著居民提供了肉类以及用于宗教仪式的动物。显然,豚鼠仍然是秘鲁重要的肉类来源。(据说味道像兔子。点击 链接。我敢打赌。但如果你养了宠物豚鼠就不要点。你会后悔的,我已经警告过你了。)在 16 世纪,家养豚鼠被带到欧洲,在那里它们经历了进一步的选择性育种,形成了我们今天作为宠物和实验动物所熟知的常见形式。
它们的野生祖先,野生豚鼠(cavia aperea)仍然是南美洲最常见的啮齿动物之一。它们的自然栖息地包括用于短暂觅食的开阔区域,以及它们大部分时间都待在的茂密植被区域。
关于野生豚鼠的认知或记忆能力知之甚少,尽管它们在许多方面与家养豚鼠不同。豚鼠攻击性较弱,更“友好”,表现出更多的雄性求偶行为,并且应激反应降低。换句话说,它们不像它们的野生表亲那样容易感到压力。这听起来 耳熟吗?此外,家养豚鼠的大脑比野生豚鼠的大脑小约 13%。
笨豚鼠;聪明的豚鼠?
来自明斯特大学(德国)的一组行为生物学家和神经科学家想知道家养豚鼠和野生豚鼠的空间导航能力。尽管脑容量减少,豚鼠在莫里斯水迷宫中的表现会优于野生豚鼠吗?
莫里斯水迷宫是一种常用于研究小鼠和大鼠的空间和导航能力的装置。将动物放入圆形水箱中并使其游泳。在一个位置,有一个淹没的平台,动物可以在平台上舒适地站立,而无需游泳或踩水以保持漂浮。这在清水中很容易做到,因此水箱中充满了不透明的乳白色液体。水箱的墙壁上在不同的地方有各种几何标记。问题是:在被引入迷宫并在训练期间找到平台的位置后,动物是否能够使用不同几何标记给出的导航提示,在测试期间直接游向平台?重要的是,水箱是圆形的,因此不能使用角落和边缘来辅助导航 - 唯一可用的线索是几何标记。
在测试阶段,你把动物放入浴缸,它会游来游去直到找到平台。如果在给定的时间(在本实验中为 45 秒)后,它没有找到平台,实验人员会将豚鼠手动移动到平台。重复此操作最多三次,直到豚鼠被移动后在平台上停留至少 15 秒。如果它自己找到了平台,它会在那里停留 15 秒。训练期结束后,豚鼠有五天没有被放入水迷宫。
然后,它们被放回迷宫 60 秒,但平台被移除。它们是否会在之前正确的象限中花费更多时间?如果是这样,那么它们已经准确地使用了空间线索来学习任务。如果它们在所有四个象限中花费的时间相等,那么它们就没有学会任务。
这是广义的问题解决,还是仅仅是条件反射?最后,它们被放入一个水池中,其中淹没的平台位于不同的象限。它们可以重新学习平台的位置吗?如果是这样,这表明它们可以推广任务。(这类似于 里约(海狮)推广她对任意刺激进行分类的实验。)
结果
因此,家养豚鼠在学习任务方面比野生豚鼠稍好(图 4),尽管野生豚鼠最终学会了任务并表现出高于偶然性的水平(图 6)。
考虑到野生豚鼠在找到最直接路径方面的表现相对较差(图 4),同时考虑到它们在找到平台所需的时间方面的表现相同(图 5),以及所有组实际上都高于偶然性地学会了总体任务(图 6),这可能与什么有关?
这可能与游泳速度有关。雄性家养豚鼠的平均游泳速度为 1.12 公里/小时,雌性的平均游泳速度为 1.19 公里/小时。在野生豚鼠组中,雄性的平均游泳速度为 1.18 公里/小时,雌性的平均游泳速度为 1.35 公里/小时。雌性明显快于雄性,野生豚鼠明显快于家养豚鼠。尽管它们采取了更迂回的路径到达平台(表明它们没有利用空间线索),但它们更快的游泳速度意味着它们在大致相同的时间内找到了平台。因此,野生豚鼠很可能使用了某种其他的问题解决策略,数据表明该策略足够成功。然而,尚不清楚它们的策略是什么。
为什么野生豚鼠比家养豚鼠游得更快?还记得家养动物往往对压力情况反应更好吗?除了能够使用空间线索外,家养豚鼠可能在水迷宫中压力较小(也许是因为它们可以使用空间线索,所以压力较小)。野生豚鼠较高的生理压力水平可能导致更快、更惊慌的游泳。
为什么这很重要?
作者们说得很好,所以我将让他们的语言来说话
因此,豚鼠作为人类期望特质的人工选择的驯养并没有导致认知能力的退化,而是导致了对人造环境的适应,这种适应甚至可以更有效地解决任务。
与其他动物认知研究一样,这为我们提供了关于空间导航和广义问题解决的进化和结构的重要知识。它提醒我们,更大的大脑并不总是等同于更好的问题解决能力。它还为我们提供了一些关于可能使人类发展出越来越强的空间和导航能力的进化适应的线索。
Lewejohann L, Pickel T, Sachser N, & Kaiser S (2010)。野生天才 - 家养傻瓜?野生和家养豚鼠的空间学习能力。 动物学前沿,7 (1)。PMID: 20334697