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只有7秒钟记忆?鱼类的智力其实超乎你的想象
  • 任天
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  • 2019年02月08日 10:41

据国外媒体报道,人们一直以为鱼类是笨头笨脑的动物,而且记性很差,但事实上,它们既能“数数”,也能穿越迷宫,甚至记住人的面孔。

与电影《海底总动员》(Finding Nemo)中的多莉(Dory)一样,鱼类一直被视为健忘的代名词,可以在几秒钟内就忘掉一切。它们只是在漫无目的地游泳,对外界的一切毫无察觉。然而在某些方面,一些鱼类甚至可以像猿类一样聪明。它们对细节的记忆可以维持数年,并且在判断空间方面比人类表现更好。

在对待鱼类的态度上,我们似乎有些过于草率。据估计,全世界海洋中生存着大约25万种鱼类,尽管它们的外观和行为多种多样,但在许多人看来,鱼类基本上都是“愚蠢”的。

这种观点可能还会因下意识的偏见而持续存在,追根溯源,这种偏见或许来自对生命演化的传统看法。澳大利亚麦考瑞大学的库勒姆·布朗是《鱼类生物学杂志》(Journal of Fish Biology)的助理编辑,他推测,许多人之所以低估鱼类的聪明程度,是因为他们将鱼类视为原始的动物。“实际上,现今地球上的大多数鱼类都是与人类差不多同时演化出来的,”布朗说道。

我们或许是下意识地低估了鱼类的认知能力,因为它们生活在与我们非常不一样的栖息环境中;也可能因为我们被影视中传达的观点欺骗,加深了鱼类健忘的印象;或者是因为我们单纯地假设鱼类不够聪明,从而避免在处理鱼肉料理时感到内疚。

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一条拟刺尾鲷(Paracanthurus hepatus)

在《海底总动员》中,健忘的拟刺尾鲷(学名:Paracanthurus hepatus)多莉告诉尼莫:“我患有短期记忆丧失……几乎会立即忘记事情。”然而,通过动物行为学家的研究,认为鱼只有3秒钟(或7秒钟)记忆的普遍观点已经被彻底否定。

不起眼的金鱼可以记住三个月的事情,甚至可以在训练之后,记住时间的差别。在1994年的一项研究中,研究人员训练金鱼推动一根操纵杆以换取奖励,每天可操作的时间为1小时。金鱼学会了利用这段时间,表明它们可以记住时间、学习并记忆。

这并不奇怪,养金鱼的人经常能见到金鱼游到水面乞求食物。该研究的作者之一、英国普利茅斯大学的菲尔·吉(Phil Gee)表示,鱼类预测食物的能力使它们具有“竞争优势和演化优势”。

库勒姆·布朗表示,许多鱼可以在很长一段时间内回忆起细节。例如,根据他在2001年发表的一项研究,杜氏虹银汉鱼(学名:Melanotaenia duboulayi)为了躲避危险,可以在11个月内记住逃生路线。“它们的认知能力在许多方面与大多数陆地动物一样好,在许多情况下还超过它们,”布朗说道。

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孔雀鱼(Poecilia reticulata)是常见的观赏鱼

孔雀鱼(学名:Poecilia reticulata)可以解决由6个连续T型交叉点组成的迷宫问题。根据2007年2月发表的一项研究,这种颇受欢迎的宠物不仅学会了完成迷宫,而且在为期5天的训练过程中,它们解决问题的速度越来越快,错误越来越少。

研究第一作者、意大利帕多瓦大学的Tyrone Lucon-Xiccato表示,孔雀鱼的表现令人惊奇,甚至可以和老鼠相媲美。他说:“啮齿类动物预计可以在类似的任务中获得成功,因为它们已经演化到可以在类似迷宫的洞穴系统中生存。但是,鱼类通常生活在(与迷宫)非常不同的环境中,因此迅速地学会穿越迷宫很出乎意料。”

Tyrone Lucon-Xiccato还指出,孔雀鱼可能已经演化出了导航能力,因为在野生条件下,它们生活在遍布障碍物的溪流中。

和哺乳动物一样,鱼类也具有极好的空间感

根据2016年的一项研究,它们会利用感知到的流体静压等信息,来确定自己在三维空间中的位置。牛津大学的特蕾莎·伯特·德·佩雷拉(Theresa Burt de Perera)表示,鱼类可以将空间信息以三维形式“编码”起来,而包括人类在内的陆地动物则在垂向维度上感到困难。与老鼠不同,鱼类可以准确地判断垂直距离。

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巴西珠母丽鱼(Geophagus brasiliensis)为慈鲷科的一种鱼类,可作为观赏鱼

鱼类在追踪深度方面有着“优于人类”的能力

还有一些初步证据显示,鱼类具有类似“位置细胞”(place cells)的生理结构。科学家在大鼠大脑中发现了这种细胞,它们其实是动物在占据特定区域时会变得活跃的神经元。当动物身处不同地点时,其活跃的位置细胞也各不相同。因此,这些神经元被认为组成了哺乳动物的空间神经地图。

鱼类大脑中“位置细胞”所处的区域相当于人类大脑中的海马体。鱼类可能利用这些细胞来创造周围空间的记忆。

除了导航能力,鱼类还会使用工具,这是曾经被认为人类专属的技能

隆头鱼科的几种鱼类会将海胆在石头上撞碎,然后取食里面的肉。据库勒姆·布朗在2012年发表的一篇综述称,南美洲的慈鲷和隆胸大美鲶(学名:Hoplosternum thoracatum)会将鱼卵粘在植物叶片和小块岩石上,作为在巢穴受到威胁时的便携式“托儿所”。

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正在捕食的查达射水鱼(Toxotes chatareus)

在使用工具上,最让人印象深刻的或许是查达射水鱼(学名:Toxotes chatareus)。它们能利用水流作为武器,就像我们射箭一样。这种鱼从嘴里射出的水流可以准确命中水面上方的昆虫,它们甚至还能将光的折射角度计算在内,不会因为视差或昆虫的位置而导致瞄准上出现偏差。

德国拜罗伊特大学的斯特凡·舒斯特尔(Stefan Schuster)是研究射水鱼的权威。他发现,幼年射水鱼似乎可以通过观察更有经验的射水鱼来学习复杂的捕猎技巧——即使它们没有新皮质(neocortex)这一大脑区域。在哺乳动物大脑中,新皮质与视力知觉、空间推理等高级功能有关。

在射出水流并击中目标之后,射水鱼会计算猎物落下来的地点,并以最快的速度冲过去,赶在竞争对手之前吃掉猎物。这一过程最短可以在40毫秒内完成。“这些决定结合了速度和复杂性,非常了不起,”舒斯特尔说道。

在某种意义上,射水鱼做的是弹道学计算。当然,它们是在直觉水平上“进行计算”,就像优秀的足球运动员可以迅速完成一个完美的传球,并预判其他球员会在哪里接到球,而无需制定出具体的轨迹。

射水鱼甚至还可以区分出人脸,此前只有灵长类动物能完成这样的任务。

根据2016年的一项研究,射水鱼可以从44个新面孔中挑选出一个熟悉的面孔。研究人员训练射水鱼用水流射击的方式来识别熟悉的面孔,发现它们的准确率可以达到89%。研究作者、牛津大学的凯特·纽波特(Cait Newport)说:“射水鱼可以学会这一任务的事实表明,识别人脸并不一定需要复杂的大脑。”

菲尔·吉表示,宠物金鱼可能会辨别出主人的面孔,但目前对此还没有证据。野生金鱼生活在浑浊的水体中,它们对视力的依赖可能不如射水鱼。

鱼类还能够区分出数量,就像鸟类一样

在2013年的一项研究中,研究人员发现新出生的孔雀鱼能够在两组物体中选择数量较多的一组。研究作者、意大利帕多瓦大学的克里斯蒂安·阿格利罗(Christian Agrillo)说:“刚出生的小鱼可以学会区分不同数量的两组物体,这进一步证实了计数能力至少在出生时就部分展现了出来。”

对鱼类来说,判断数量十分重要,因为它们往往要通过加入更大鱼群的方式来躲避掠食者。一些研究表明,鱼类在被放入未知环境时,更倾向于加入两个鱼群中较大的一个。

阿格利罗认为,鱼类在量化物体方面的能力与哺乳动物和鸟类不相上下。如果真的如此,那就意味着我们的计数能力可能要比原先想象的更为古老,甚至可以追溯到鱼类和陆地脊椎动物分离的时候,即大约4.5亿年前。

除了“做算术”,鱼类还可以合作完成任务,甚至是与其他物种合作

蠕线鳃棘鲈(学名:Plectropomus pessuliferus)和鳃棘鲈(学名:Plectropomus leopardus)这两种鱼类,有时会与爪哇裸胸鳝(学名:Gymnothorax javanicus)合作,将猎物从狭小的岩石缝隙中赶出来。

蠕线鳃棘鲈和鳃棘鲈都会摆动头部,邀请爪哇裸胸鳝一起去捕猎。

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鳃棘鲈有时会找爪哇裸胸鳝(Gymnothorax javanicus)合作捕猎

在2014年的一项研究中,生物学家展示了鳃棘鲈如何迅速选择最高效的爪哇裸胸鳝“猎手”。他们设置了一个鳃棘鲈无法接触食物的装置,这些鳃棘鲈很快意识到,它们需要一个合作者来帮助获取食物。令人惊讶的是,它们选择高效的裸胸鳝“队友”的概率,要比选择一个无效队友的概率高三倍。

研究作者、剑桥大学的亚历山大·韦尔(Alexander Vail)表示,这一实验“进一步表明了一个相对较小的大脑——与温血动物相比——并不能阻止至少一部分鱼类拥有与猿类媲美甚至超过猿类的认知能力。”

一条在鱼缸中漫无目的游动的金鱼可能没那么聪明,但射水鱼和其他一些鱼类正在挑战我们对鱼类大脑能力的认知。舒斯特尔表示,这个问题应该将我们人类的认知能力纳入背景中,因为显然早在人类出现很久之前,大脑智能就已经演化了很长时间。不过,对鱼类“智力”的新认识是否足以让我们不吃炸鱼薯条,还有待观察。


文章出处:新浪科技

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