罗南海狮与后街男孩共舞。那又怎样?

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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,不一定反映《大众科学》的观点


罗南是一只加州海狮(Zalophus californianus)的名字,它可以随着音乐点头。显然,它会随着《Boogie Wonderland》和后街男孩的歌曲《Everybody》跳舞。它可以随着节拍器的节拍移动头部。本周它成为新闻,因为加州大学圣克鲁兹分校的一项新研究宣布,它展示了“节律同步”的证据,或者说,它有能力将身体的动作与外部的声音或音乐来源同步。它被Long Marine Lab救助后就住在这里,Long Marine Lab。我之前写过关于这个的文章

许多物种,如天堂鸟,都有各种各样的求偶仪式,这可以比作“舞蹈”。但舞蹈意味着更具体的东西:“对音乐的节律同步”。舞蹈要求个体的手臂、腿和身体与音乐节拍同步移动。所有遇到过的人类文化都可以做到这一点,直到最近我们才认为这种天赋或能力是我们物种独有的。直到一只名叫雪球的名人鹦鹉将我们从自认为显赫的位置上击落。


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这可能真的是大新闻。为什么?

“……人们认为,声音模仿实际上可能是节律能力的必要先决条件,”研究人员在上面的视频摘要中解释道。“但我们对海狮罗南的研究结果挑战了这一理论,因为海狮不是声音模仿者。”

事实上,流行的理论是,不仅人类可以跳舞,而且任何有声音学习能力的物种也可以跳舞,这还包括大象、一些蝙蝠、鸣禽、鹦鹉、蜂鸟、鲸类动物(如海豚和鲸鱼)以及海豹。Aniruddh D. Patel在2006年提出了这个假设,写道

……上述观察可以浓缩成一个具体且可检验的假设,即拥有复杂声音学习的神经回路是与听觉节拍同步能力的必要先决条件。这个“声音学习和节律同步假说”预测,试图教会非人灵长类动物与节拍同步的尝试不会成功。

随后寻找恒河猴节律同步的尝试确实没有成功。人们认为这是因为人类是唯一具有声音学习能力的灵长类动物。黑猩猩没有,倭黑猩猩没有,大猩猩、猩猩或任何种类的猴子也没有。

总的来说,海狮不被认为是声音学习者。然而,20世纪60年代进行的关于加州海狮的操作性条件反射实验表明,海狮能够学习和修改对外部刺激的声音反应,并以相当灵活的方式产生或抑制某些叫声。大多数声音呼叫被认为是天生的和反射性的,不受学习的修改,也不受主观控制。

语言和生物声学进化专家特库姆塞·菲奇通过电子邮件告诉我:“几乎所有的海洋哺乳动物都可以很容易地被训练成按指令发声,这与任何灵长类动物或大多数陆地哺乳动物形成鲜明对比。”这“可能与潜水期间需要呼吸控制有关”。

值得指出的是,部分混乱可能源于海狮的“滑溜溜”的表亲——海豹。“真海豹”或“无耳”海豹是海豹科(Phocidae)的成员,其中包括著名的港海豹胡佛。它们是声音学习者。但另一组鳍足动物是海狮科(Otariidae),或“有耳”海豹,其中包括海狮和毛皮海豹。海狮科动物通常不被认为是声音学习者,海象科(Odobenidae)的成员也不是第三组鳍足动物。

换句话说,“真”海豹和“有耳”海豹(令人困惑的是,包括海狮)在大约3500万年前分化。菲奇认为,这意味着它们“就像猫和狗一样不同”。真海豹是声音学习者。

那么海狮是声音学习者还是不是呢?我们稍后会回到这个问题。

首先,如果我不指出,虽然这可能成为一个醒目的标题,但罗南绝不是第一个表现出舞蹈证据的非人类哺乳动物,那我就失职了。动物认知研究人员在2009年发表的一篇论文中发现,至少有四只亚洲象会跳舞。对不起,罗南。

尽管如此,罗南的表现——可能——对帕特尔的“声音学习和节律同步假说”是一个巨大的打击。但不如名叫艾的黑猩猩的打击那么大。

上周在开放获取期刊《自然-科学报告》上发表的研究提供了令人信服的证据,表明一只名叫艾的36岁雌性黑猩猩能够随着节拍敲击手指。另外两只黑猩猩,12岁的雄性阿尤姆和12岁的雌性克莱奥,无法将敲击与节拍同步。但如果帕特尔的假设是正确的,那么艾本不应该能够做到这一点。

但事实是,艾的表现有点弱。首先,她无法在多种速率下同步她的手指敲击。例如,人类能够在200到1800毫秒之间的速率下同步他们的敲击,而艾只在600毫秒时成功。虽然它通过了统计显著性检验,但她的准确性并不像它本可以达到的那样好。

然而,最具破坏性的是,没有确凿的证据表明艾的同步敲击是她的运动系统与节拍同步的结果,因为她敲击的键盘在按键时会发出声音。这意味着艾可能只是将钢琴的声音与节奏同步,就像音乐家使用节拍器一样,而不是明确地将她的行为本身与节奏同步。

帕特尔的声音学习和节律同步假说又如何呢?罗南和艾都不足以完全粉碎它。以下是一些可能性。

首先,罗南和艾可能只是各自物种中的杰出个体。也许他们甚至在有限的程度上具有声音学习能力。虽然这不太可能,但这将使帕特尔的假设保持完整。

其次,也许任何经过充分训练的动物都可以学习节律同步。虽然这对声音学习假说是有害的,但这只会稍微改变目标——人类、鸣禽、鹦鹉和其他动物有什么特点,使它们能够如此容易和如此灵活地做到这一点,而无需进行大量训练?

还有第三种可能性。我保证要回到海狮是否是声音学习者的问题,答案就在这里。也许需要重新思考声音学习者和非学习者之间的区别。事实上,声音学习者和非学习者之间的严格的二分法可能有点过于简单,无法描述生物变异。也许海狮和黑猩猩(以及小鼠?)介于完全不模仿的动物(如恒河猴)和真正的声音学习者(如人类、鹦鹉、大象以及它们的其他舞伴)之间。如果情况是这样,我相信情况就是这样,那么问题就变成了,声音学习必须达到何种程度的复杂性,才能使给定的物种能够可预测地展示舞蹈能力?

没有一项科学实验能对任何事情给出最终定论。罗南和艾并没有完全摧毁帕特尔的声音学习假说,但它们结合起来提出了一个必须解决的挑战。这就是科学的运作方式。有人提出一个假设,其他人则积极尝试打破它。如果他们成功了,那么在多次独立的重复之后,就需要修改这个假设。这比“海狮学会跳舞”的故事有趣得多。这是一个历时数代人,有多位主角和情节曲折的故事。

Cook P.、Rouse A.、Wilson M. & Reichmuth C. (2013)。加州海狮(Zalophus californianus)可以保持节拍:非声音模仿者的运动对节律听觉刺激的同步。《比较心理学杂志》,DOI:10.1037/a0032345

Hattori Y.、Tomonaga M. & Matsuzawa T. (2013)。黑猩猩自发地同步敲击听觉节奏。《科学报告》,3 DOI:10.1038/srep01566

Patel A.D. (2006)。音乐节奏、语言节奏和人类进化。《音乐感知》,24 (1) 99-104。DOI:10.1525/mp.2006.24.1.99

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罗南照片来自鳍足动物认知和感觉系统实验室

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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