机器蜥蜴俯卧撑

你是否曾在森林中漫步时心想:“该死,这里真吵……真的很难听清别人在说什么?”

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点



你是否曾在森林中漫步时心想:“该死,这里真吵……真的很难听清别人在说什么?” 好吧,也许正是这样促使分别来自哈佛大学和加州大学戴维斯分校的Terry J. OrdJudy A. Stamps开始研究蜥蜴的锻炼习惯。


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你可能会问:蜥蜴的健美操和交流有什么共同之处?

嘈杂的环境使得动物很难探测到远处的交流信号。在这种情况下,“噪音”不是指听觉噪音,而是指视觉噪音。这样想一下。如果你是一只蜥蜴,你想和另一只蜥蜴交流,你可能会用你的身体进行视觉交流。如果你是接收信息的蜥蜴,你的视野中可能会有很多运动——毕竟,你在森林里,那里有很多其他动物,树叶和树枝在风中摇曳等等。如果你没有注意到发送信息的蜥蜴,你需要某种方法来意识到它正试图引起你的注意,以便从你视野中的所有其他运动中挑选出你同伴的动作。

这有点像你在聚会上,背景中有很多对话,音乐在播放,你正在和性感的调酒师调情……聚会主人想要宣布一些事情,她会怎么做?她会用叉子敲击玻璃杯,试图引起大家的注意,让他们忽略环境噪音。然后她开始演讲。

好吧,生活在波多黎各山区的Anolis蜥蜴已经进化出类似的机制来引起其他蜥蜴的注意。它们可能想说“嘿!那是我的石头,你坐在上面了”,或者“你鳞片状的身体让我感到兴奋!”

在波多黎各加勒比国家森林公园中的变色蜥蜴(Anolis cristatellus)。图片来源:Terry Ord/加州大学戴维斯分校

科学家经常观察到动物在使用“宣告”呼叫之后才开始传递它们的真实信息。鸟类的领地叫声中通常有介绍性的音符;青蛙的交配叫声以低频的呱呱声开始,郊狼通常在开始它们特有的嚎叫之前会吠叫。然而,情况是信息并非总是以宣告开始。那么动物何时使用宣告,何时直接开始它们的演讲呢?应该注意的是,动物使用宣告——无论是视觉的还是听觉的——可能是非常危险的,因为它也可能向捕食者发出信号,表明午餐已经准备好了。就像一个视觉晚餐铃。(有一种蝙蝠对一种青蛙的交配叫声非常敏感。对于准备交配的雄性青蛙来说,这是个坏消息。)

Ord和Stamps观察到“雄性蜥蜴……通过动态的视觉展示向邻居和入侵者宣示领地所有权,这些展示包括物种典型的点头和彩色喉扇的伸展。” 有时,它们在开始典型的点头序列之前,会先用夸张的四肢俯卧撑开始它们的展示。

假设是宣告有助于接收信息的动物检测信号,就像叉子敲击玻璃杯有助于聚会上检测信号一样。但这个假设很少得到证实。此外,考虑到动物有时才使用宣告,你可能会认为宣告的加入可能与环境噪音的增加有关。当环境“更吵闹”(在这种情况下是视觉上更吵闹)时,你可能会期望更频繁地使用宣告。

那就是喉扇,黄色的部分。

如果蜥蜴的俯卧撑确实是为了吸引不专心的蜥蜴的注意力,并且如果做蜥蜴俯卧撑是有代价的(能量消耗、吸引捕食者的注意力),那么蜥蜴应该只在必要时才做俯卧撑。

首先,他们进行了一项常规的旧式自然观察研究。观察了26只雄性蜥蜴,它们都有相邻的雄性蜥蜴,并且都与发送信息的蜥蜴保持视线接触。在所有展示中,有多少是以俯卧撑开始的,俯卧撑在何时使用?栖息地光线的波动、视觉噪音的增加以及与邻居的平均距离都预测了介绍性俯卧撑的加入(并解释了60%的方差)。想观看一段蜥蜴做俯卧撑并炫耀其喉扇的视频吗?

顶部,高噪音(绿色)下俯卧撑更多。底部,邻居距离更大时俯卧撑更多。

然后,他们制造了蜥蜴机器人。会做俯卧撑的。锻炼型机器人蜥蜴。

图 6:机器人蜥蜴。

好吧,它们实际上是这样的

机器人蜥蜴。他们的机器人蜥蜴不仅可以做俯卧撑,还可以展示它们的喉扇!观看机器人俯卧撑喉扇的视频

有时机器人蜥蜴在不做俯卧撑的情况下点头。有时它们在点头之前做俯卧撑。有时它们在点头之前展示喉扇。重要的是,这个特定的蜥蜴物种从不使用喉扇作为宣告(尽管其他物种会这样做)。研究人员加入这个条件是为了检验以下假设:任何在展示开始时的高速运动都可以作为宣告发挥作用。

正如预期的那样,高速的介绍性动作大大减少了接收信息的蜥蜴关注机器人蜥蜴所需的时间。在弱光下,当展示以宣告开始时,蜥蜴更快地转向面对机器人。它们是否使用俯卧撑或喉扇并不重要——这表明警报更普遍地吸引注意力,但不影响主要信息。在强光下,有宣告和没有宣告的展示之间没有区别。

结果中出现了一个令人困惑的发现:为什么当在弱光下使用警报信号(俯卧撑、喉扇)时,蜥蜴比在强光下更快地关注机器人?即使与没有警报的信息相比,预先的信息宣告会增强弱光下的信号检测,但你仍然会期望在更有利的条件下,带有警报的信息会被更快地检测到。然而,情况并非如此。Ord和Stamps推测,也许蜥蜴在弱光条件下更密切地监视它们的同类,可能是因为在弱光下更难注意到行为变化。

为了解决这个问题,进行了一项后续实验。将一只静止的机器人蜥蜴放在其他蜥蜴的视野中,同时放置一个对照物(一堆树叶,其质量和表面积与蜥蜴大致相同)。蜥蜴会比对照物更频繁地看静止的蜥蜴吗?答案是肯定的。而且这种模式在弱光条件下被夸大了。蜥蜴在弱光条件下比在强光条件下更频繁地监视它们的同类。

因此,警报信号的进化可能很普遍,但仍然很大程度上未被研究。有必要进行更多的研究,并在其他动物中进行研究。如果警报信号在其他物种中以类似的方式使用(在噪音增加或环境条件恶劣的情况下增加),那么这将是动物交流中功能趋同的一个非常棒的例子,它跨越了信号模式(听觉和视觉)以及分类边界(例如,青蛙、蜥蜴、鸟类、哺乳动物)。

Ord TJ, & Stamps JA (2008)。警报信号增强“嘈杂”环境中的动物交流。《美国国家科学院院刊》,105 (48), 18830-5。PMID:19033197

Jason G. Goldman is a science journalist based in Los Angeles. He has written about animal behavior, wildlife biology, conservation, and ecology for 大众科学, Los Angeles magazine, the Washington Post, the Guardian, the BBC, Conservation magazine, and elsewhere. He contributes to 大众科学's "60-Second Science" podcast, and is co-editor of Science Blogging: The Essential Guide (Yale University Press). He enjoys sharing his wildlife knowledge on television and on the radio, and often speaks to the public about wildlife and science communication.

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