非社会性爬行动物的社会认知?红腿陆龟的目光追随

你是否曾经在一个人声鼎沸的聚会上,不知何故地感到有必要转头看向你朋友家的大门……就在你看着的时候,有人正好从外面进来并关上了门?

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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


你是否曾经在一个人声鼎沸的聚会上,不知何故地感到有必要转头看向你朋友家的大门……就在你看着的时候,有人正好从外面进来并关上了门?你不可能听到开门的声音,因为里面已经很吵了——更可能是你注意到其他人都在看着大门。所有这一切可能都在没有任何明确意图或意识的情况下发生。如果好几个人都在关注空间中的特定点,那里可能有什么重要的东西。我们自然而然地意识到别人在看哪里。很多其他动物也是如此。


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目光追随是动物将其目光方向与另一只动物的目光方向相匹配的能力,尽管这种能力已在哺乳动物和鸟类中观察到,但目光追随的系统发育仍然不确定。在人类和非人类灵长类动物,以及狗和海豚中发现了大量目光追随的证据,而在其他哺乳动物和鸟类中则发现的证据较为模糊。但是目光敏感性——动物避开另一只动物目光的能力——在动物王国中似乎更为常见,已在哺乳动物和鸟类,以及一些爬行动物和鱼类中观察到。目光敏感性可能作为一种反捕食者防御机制而进化;一种被称为“邪恶之眼假说”的理论认为,意识到捕食者的目光方向将有助于动物知道何时可以安全地移动或从藏身处出来。目光追随需要目光敏感性;事实上,目光追随是在人类儿童发展出目光敏感性之后才出现的。因此,目光追随在认知上比目光敏感性更复杂。

安娜·威尔金森博士和她来自冷血认知实验室的同事们对目光敏感性和目光追随的进化历史感到好奇。研究这个问题的一种方法是更好地解释整个动物王国(超越哺乳动物和鸟类)的目光敏感性和目光追随。这些能力也存在于爬行动物中吗?如果是这样,这可能表明所有羊膜动物(鸟类、哺乳动物和爬行动物)都共有这些能力,并且它在进化上出现的时间相当早。

红腿陆龟(Geochelone carbonaria)是一种独居、非社会性的物种,原产于中美洲和南美洲的热带森林。该物种的个体一生中大部分时间都是独处的,只有为了交配才会真正互动。尽管如此,这些动物有可能拥有目光敏感性的基本构建块,并且在适当的情况下,可能会通过充分的学习发展出目光追随能力。

八只人工繁殖的红腿陆龟在实验前进行了六个月的社会化饲养。一只陆龟,即演示者(始终使用同一个个体作为演示者),被放置在水箱的一侧,第二只陆龟,即观察者,被放置在水箱的另一侧。它们被透明屏障隔开。上方,一个小的不透明隔板分隔了水箱的两侧。研究人员将一小束激光束射向演示者一侧的不透明隔板。一旦演示者注意到光线,它总是会抬头看。实验者改变光线的颜色以保持它的兴趣,使其不会对光线产生习惯性反应。当演示者抬头看时,观察者也会将目光向上看吗?如果是这样,这将表明红腿陆龟,尽管它们过着独居生活,但对同种动物的目光方向很敏感。

还包括两个对照条件。“无抬头对照”与实验条件相同,只是实验者没有将激光射向不透明屏幕,因此演示者陆龟不会抬头看(如果演示者偶然抬头看,则该试验被丢弃)。“无演示者对照”与实验条件相同,只是演示者不在场——实验者仍然将光线照射到不透明屏幕上,以排除观察者陆龟以某种方式注意到光线的可能性。

条件之间存在明显的差异,观察者陆龟在实验条件下抬头看的次数明显多于任何一个对照条件。这是第一项证明爬行动物能够追随同种动物目光的研究,表明目光追随可能比以前认为的在动物王国中更频繁地发生。

羊膜动物的三个纲——鸟类、哺乳动物和爬行动物——的共同祖先可能拥有共同定向和追随他人目光的能力,而不是目光追随进化了两次或三次。理论上,鉴于这种物种的独居生活方式,这种能力的出现几乎没有选择压力。然而,另一种可能性是,目光敏感性可能是天生的,而目光追随是基于这种天生的机制通过联想学习建立起来的。这也可以解释这项实验的结果,因为陆龟在研究开始前有六个月的社会经验。理想情况下,这项研究可以在没有重要社会经验的红腿陆龟身上重复进行。共同定向可能在爬行动物中是红腿陆龟独有的,尽管共同定向行为至少可能在龟鳖目——龟、陆龟和水龟——中,在所有爬行动物中,甚至可能在所有羊膜动物中都很常见。目前,每种解释似乎都同样合理。

Wilkinson A, Mandl I, Bugnyar T, & Huber L (2010)。红腿陆龟(Geochelone carbonaria)的目光追随。动物认知,13 (5), 765-9 PMID: 20411292

红腿陆龟图片来自维也纳大学认知生物学系

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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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