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鱼可能比灵长类动物更聪明

要理解智慧的多样性,就去水下看看。

根据认知生态学的观点,智力是由动物在日常生活中必须面对的生存需求决定的

根据认知生态学,Ntelligence是通过动物必须在日常生活中面临的生存要求。有些鸟可以记住他们埋藏成千上万的坚果和种子,这让他们在漫长的冬季找到它们;挖洞啮齿动物可以在短短两天内使用数百个隧道学习复杂的地下迷宫;鳄鱼可以有心灵在她的头上携带棍子并漂浮在一个苍鹭筑巢的区域下方,然后在凌乱的鸟儿扫压以收集嵌套材料时张开。

那么鱼类的心智能力呢?尽管电影制作人在流行电影中,比如小美人鱼,海底总动员及其续集,寻找多莉,鱼真的会思考吗?

Frillfin虾虎鱼 sdbeazley / wikipedia

这是鱼的智力的一个例子,由褶鳍虾虎鱼提供,一种生活在大西洋东西海岸的潮间带的小鱼。退潮时,褶边鳍喜欢待在岸边,依偎在温暖的、孤立的潮池里,在那里它们可能会找到很多美味的珍馐。但潮池并不总是远离危险的避风港。像章鱼和苍鹭这样的捕食者可能会来觅食,所以匆忙离开是值得的。但是小鱼到哪里去呢?虾虎鱼采取了一种不可能的策略:它们跳到邻近的池塘。

他们如何在没有最终岩石上结束的情况下,注定要在阳光下死去?凭着着名的眼睛,略带浮肿的脸颊俯视着一个噘嘴的嘴巴,一个圆形的尾巴和棕褐色的斑纹斑纹,沿着3英寸,鱼雷形的身体,弗里希文虎虎几乎看起来像动物爱因斯坦奥运会的候选人。但它的大脑是一种由任何标准的超级成员。对于小玻璃丛记忆在其脑海中的透明区的形貌,这将在低潮中在低潮中游泳时将成为未来岩石中的未来游泳池。

对鱼来说,能够记住一些东西就像对雀类或雪貂一样有用。

在纽约的美国自然历史博物馆,已故生物学家莱斯特·阿伦森(Lester Aronson)展示了虾虎鱼的技能。就在老鼠的认知制图能力让科学家们啧啧称奇的时候,阿伦森在他的实验室里建造了一个人工礁石。他把一根模仿捕食者的棍子戳进自己建造的一个潮池里,迫使虾虎鱼跳了起来。有机会在涨潮时游过房间的鱼,有97%的几率能够跳到安全的地方。没有经历过涨潮的幼稚的鱼成功的几率只有15%。仅仅通过一次高潮学习,小虾虎鱼仍然记得40天后的逃生路线。

最近的一项研究发现,居住在岩石池中的虎鲸的大脑不同于那些躲在沙子里不需要跳到安全地带的虎鲸:跳跃者的大脑有更多的用于空间记忆的灰质,而居住在沙子中的虎鲸在视觉处理方面有更大的神经投资。

萨波尔斯基大学TH-F1

即将到来的鲸鱼

海滩缩小成一条赭色的缎带,上面和下面都是蓝色。过了一会儿,一把海鸥出现在猫巴卢的上空。鸟儿在我们周围飞来飞去;就像马戏团里的飞刀戏法。潜水通过…阅读更多


F形成认知地图,并在几周后回忆这些地图,不仅说明了金翅戈壁鱼在避免信仰飞跃方面的惊人天赋。这也暴露了人类对低估我们不了解的生物的偏见。

对鱼来说,能够记住一些东西就像对雀鸟或雪貂一样有用,而对鱼的记忆的研究也不是什么新鲜事。1908,密歇根大学动物学教授Jacob Reighard发表了一项研究,他将死沙丁油鱼喂给捕食性鲷鱼。有些沙丁鱼被染成红色,有些则没有。笛鲷并不介意,两种鱼都狼吞虎咽。但是,当雷加德用可怕的方法把水母的触须缝进红色沙丁鱼的嘴里,使它们变得难吃时,鲷鱼很快就停止了吃红色沙丁鱼。值得注意的是,20天后,鲷鱼仍然不肯碰红沙丁鱼。这个实验不仅展示了鲷鱼的记忆力,还展示了它感受痛苦和从中学习的能力。

另一项关于鱼类记忆的研究来自Culum Brown,他从澳大利亚昆士兰的一条小溪中采集了成年的深红色斑点彩虹鱼,并将它们运到了他的实验室。这些彩虹鱼因其两侧鳞片上排列的五彩缤纷的鲜艳颜色而得名。成年彩虹鱼大约有2英寸长,布朗猜测这些彩虹鱼的年龄在1到3岁之间。他把这些鱼放在三个大鱼缸里,每个鱼缸大约40磅,让它们在一个月内适应周围的环境。

大脑的大小是该死的,如果它对一个物种的生存至关重要,那么这个物种最有可能擅长于它。

在测试日,他从家庭坦克随机取下三个男性和两名女性,并将它们放入实验罐中,配备有滑轮系统,允许垂直网(拖网)沿罐的长度拉动。拖网的网状尺寸小于半英寸,允许鱼对另一侧的清晰视图而不能够通过其孔挤压。在拖网中心放置一个单个,略大的孔,横跨四分之一英寸,在拖网的中心处提供逃生路线,当它从罐的一端拖到另一端时。

这些鱼有15分钟的时间来适应新环境,然后拖网从一端拖到另一端,拖到距离一端一英寸的地方,拖到另一端,拖到另一端,拖到另一端的时间为30秒。拖网随后被移走并放回原来的位置。这构成了实验的一次“运行”。接着又跑了四次,每隔两分钟跑一次。1997年对五组五种鱼进行了测试,1998年又进行了一次测试。

在1997年的试验中,彩虹鱼在第一次试验中惊慌失措,四处乱窜,并倾向于紧贴水箱边缘,显然不知道该做什么来逃脱接近的拖网。大多数人最终被困在玻璃和网之间。此后,它们的表现稳步提高,到第五次试验时,每群五个人都从洞里逃走了。

当同一鱼类重新测试11个月后 - 没有看到实验罐或中间时期的拖网 - 它们表明比上一年的恐慌减少得多。他们发现并使用了第一次运行的逃脱洞,大约与1997年末期的速度相同。“几乎就像他们没有休息并且连续10次运行!”布朗告诉我。十一个月是雨鱼生命跨度的近三分之一。这是一个很长一段时间,记住只有一次发生在你身上发生的事情。

Tuskfish 来自澳大利亚/维基百科的Leonard Low

O2009年7月12日,在太平洋帕劳群岛潜水时,进化生物学家贾科莫·贝尔纳迪(Giacomo Bernardi)目睹了一件不寻常的事情,并有幸将其拍了下来。一只点缀着橙色斑点的长牙鱼发现了埋在沙子里的一只蛤蜊,用嘴叼起这只软体动物,把它带到30码外的一块大石头上。然后,经过几次快速的头部抖动和适时的释放,这条鱼最终在岩石上撞开了蛤蜊。在接下来的20分钟里,长牙鱼吃了3个蛤蜊,用相同的行为顺序打开它们。

贝尔纳迪被认为是第一个拍摄鱼演示工具使用的科学家,他的视频揭示了进取的长牙鱼如何不以我们可能预期的方式揭开蛤蜊的面纱——从他的嘴里喷射水。它会转身离开目标,将鳃盖合上,产生一股水流,就像你快速合上一本书时产生一股气流一样。这不仅仅是工具的使用。通过使用一系列在时间和空间上分开的灵活的逻辑行为,长牙鱼是一个规划师。这种行为让人想起黑猩猩用树枝或草茎把白蚁从巢中拖出来。还有巴西卷尾猴,它们用沉重的石头将坚硬的坚果砸向充当铁砧的平坦巨石。乌鸦把坚果扔到繁忙的十字路口,然后在红灯时俯冲下来,捡起车轮为它们打开的碎片。

但伯纳迪那天看到的情况并不例外。科学家们注意到,澳大利亚大堡礁上的绿濑鱼(也称为黑斑长牙鱼)、佛罗里达州海岸的黄头濑鱼以及水族馆环境中的六条濑鱼也有类似的行为。在六条濑鱼的例子中,捕获的鱼被喂食的颗粒是T太大以至于不能吞下,也很难用它的颚撕成碎片。鱼把一颗小球带到水族馆的一块岩石里,然后把它打碎了,就像它的蛤蜊做的蛤蜊一样。动物学家观察到这一点,来自波兰弗罗茨瓦夫大学的Ukasz Pa'Ko,看到了WaseSE在15上执行了颗粒粉碎的行为。他形容这种行为“非常一致”,“几乎总是成功的”

作为一个四重奏的谷仓燕子脱脂在水面上方,虎鱼跳起来,抢走了中位的鸟儿。

顽固的怀疑论者可能会指出,这类事情并不是真正的工具使用,因为鱼类不会像我们用斧头劈柴那样挥舞一个物体来操纵另一个物体,或者黑猩猩用棍子去抓最美味的白蚁。帕科本人将濑鱼的行为称为“工具式”。但这并不是贬低这种行为,因为正如他所指出的,用单独的工具打碎蛤蜊或小球对鱼来说根本不是一种选择。一方面,鱼没有抓握的四肢。此外,水的粘度和密度使得使用单独的工具很难产生足够的动量(试着在水下用石头砸核桃壳)。而将工具紧握在嘴里——这条鱼唯一的其他实用选择——效率低下,因为食物碎片会漂走,只会被其他饥饿的游泳者抢走。

武装和危险:
射水鱼向猎物射出水射流。
Vailati A, Zinnato L, Cerbino R(2012) /维基百科

正如猛犸鱼利用水作为移动沙子的力量一样,射箭鱼也只是利用水作为一种力量,这一次是作为一种狩猎投射物。这些热带神枪手平均身高约7英寸,银色的身体两侧有一排漂亮的黑色斑点,大多栖息在从印度到菲律宾、澳大利亚和波利尼西亚的河口、红树林和溪流的微咸水中。他们的眼睛足够宽,足够大,可以移动,以允许双目视觉。他们也有一个令人印象深刻的底部,他们用它来制造各种各样的枪管。射箭鱼将舌头压在上颚的凹槽上,然后突然挤压喉咙和嘴巴,可以在空中喷射出高达10英尺的急流。在距离3英尺的地方,一些个体的准确率接近100%,不幸的是栖息在这些鱼潜伏的回水上方树叶上的甲虫或蚱蜢。

这种行为非常灵活。射水鱼可以一次性喷水,也可以像机关枪一样连续喷水。目标包括昆虫、蜘蛛、幼小的蜥蜴、少量生肉、典型猎物的科学模型,甚至观察者的眼睛——连同他们点燃的香烟。射水鱼也会根据猎物的大小来装填武器,对更大、更重的目标要消耗更多的水。有经验的弓箭手可能会在垂直面上瞄准猎物的正下方,将其直接打到水中,而不是更远的陆地上。

据我们所知,鱼类使用的工具似乎仅限于数量有限的鱼类群体。布朗认为,尤其是濑鱼,可能是鱼类对哺乳动物中的灵长类动物和鸟类中的科维鸟(乌鸦、乌鸦、喜鹊和松鸦)使用工具的数量超过预期的答案。这可能只是因为生活在水下比生活在陆地上提供更少的工具使用机会。但我们确实知道,tuskfishes(濑鱼家族的一员)和箭鱼是进化无穷的创造性问题解决能力的主要例子,它们可能会成为其他鱼类中的很多伙伴。


F几千年来,鸟类一直潜入水中捕鱼。有时情况会改变。2011年2月,在南非林波波省的一个人工湖——施罗德大坝,科学家们在电影中记录了当地人以前报道过的东西。当四只谷仓燕子掠过水面时,一只虎鱼跳了起来,把其中一只鸟从半空中抓了出来。

捕获燕子并不是一个孤立的事件。发表该报告的研究小组报告说,每天大约有20起不同的燕子抢夺事件,这意味着在为期15天的调查中有多达300只家燕与它们的制造者见面。

这四位生态学家描述了虎鱼使用的两种截然不同的攻击方法。一种是沿着燕子身后的水面掠过,然后发射去捕捉它。另一种是从地面以下至少1.5英尺处发起的直接向上攻击。第一种方法的优点是,由于水面上的光折射,鱼不需要调整表面图像的偏移,这会使燕子看起来在实际位置的后面。这种方法的一个缺点是,它可能会损害意外因素。显然,至少有些鱼已经学会了补偿水面的扭曲角度,否则第二种方法就不会成功。

这种行为引发了一系列问题。虎鱼这样做多久了?它是如何起源的?它是如何在虎鱼种群中传播的?为什么燕子不采取躲避动作来避免被抓住,比如在水面上飞得更远?

大脑大小、身体大小、是否有毛发或鳞片,以及在进化过程中是否接近人类,这些都是衡量智力的不稳定标准。

我决定向南非彼得马里茨堡夸祖鲁纳塔尔生命科学学院淡水生态学家戈登奥布莱恩请教虎鱼捕食研究的主要作者:“施罗达大坝的虎鱼种群是在20世纪90年代末从林波波河下游最近才建立起来的。因此那里的虎鱼种群非常‘年轻’,”奥布莱恩回答说。“虽然虎鱼在它们的大部分活动范围内都生长良好,但在南非,由于许多人类的影响,它们的数量正在下降。因此,虎鱼已被列入南非保护物种名单,并且正在引入人工栖息地。”

我问O'Brien猎鸟行为是如何起源的。他解释说,从虎鱼的角度来看,大坝非常小,他认为种群已经被迫适应或灭绝。在2009年首次记录到这种行为时,他和他的同事看到许多体型较大的个体状况非常差。

奥布莱恩也有点谈谈鸟类狩猎通过Tigerfish群体传播的方式:“这似乎是一种学习的行为。较小的个体并不像是那样成功的,并且更喜欢“表面追逐”方法来伏击和从表面下方从深层撞击,其中个体必须补偿光折射。...我们知道Tigerfish非常机会主义,被其他个人的活动吸引 - 他们进入某种饲养的狂热。当燕子回到他们的迁移时,景象非常壮观,我认为这是在这个时期,年轻[Tigerfishes]学习行为。“

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亚兽并不是Tigerfishes独有的。罕见的场合跳跃栖息在靠近表面附近的芦苇河上的小鸟类上,已经见证了大嘴巴,锡克斯和其他掠夺性鱼类。最近拍摄的大鲶鱼拍摄捕鱼从法国南部塔恩河的浅滩喝酒;他们使用orcas使用的相同的伏击技术来暂时捕捉海狮,刺痛和沐浴滩,因为他们试图用嘴巴抓住猎物。

Schroda Dam cite发现的作者发表了1945年和1960年在南非其他地方的生物学家的笔记,他们怀疑虎鱼正在捕捉飞行中的鸟类。也许一条有进取心的虎鱼幸运地击中了一只毫无戒心的燕子,然后通过练习磨练了自己的技能。这种行为可以通过观察学习在种群中传播,正如射箭鱼所证明的那样,这些鱼非常擅长观察学习。

无论它是如何开始的,它都具有灵活的认知行为的特征:它是机会主义的,因为这对于物种来说是不寻常的行为;它需要实践来发展,需要技能(毫无疑问,还有许多失败的尝试)来执行;它几乎肯定是通过观察学习传播的;并且使用了不同的方法。

清洁鱼 Richard Ling/维基百科

如果鱼类能够创新并学会执行精确、冒险的动作来捕捉食物,它们也能通过人类设计的时空谜题推理吗?想象你饿了,我给你两块完全相同的比萨饼。我还告诉你,左边的一块比萨饼将在2分钟内取出,而另一块不会被拿走。W你会先吃哪一块?假设你饿得两块都能吃,你几乎肯定会从左边的那块开始。

现在想象你是一条鱼——在这个例子中是一条干净的濑鱼——你被提供了一个类似的情况:两盘相同的食物,只是颜色不同。如果你从蓝色盘子里开始吃东西,红色盘子就会被拿走;如果你先选红色的,蓝色的盘子就会留在原处,你可以两样都要。因为我们不能简单地告诉鱼,红色盘子将首先被拿走,鱼必须通过经验来学习。在其他地方,有三种聪明的灵长类动物做过类似的实验:8只卷尾猴、4只猩猩和4只黑猩猩。

你认为谁做得更好?如果你猜是一只猩猩,那就不给你披萨了。鱼类比任何灵长类动物都能更好地解决这个问题。在接受测试的6只成年清洁濑鱼中,所有6只都先学会了从红色盘子里吃东西。他们进行了大约45次试验才得出结论。相比之下,只有两只黑猩猩在不到100次的试验中(分别是60次和70次)解决了这个问题。剩下的两只黑猩猩,以及所有的猩猩和猴子,都没有通过测试。为了帮助灵长类动物学习,测试进行了修改,所有卷尾猴和3只猩猩在100次试验中都通过了测试。另外两只黑猩猩没有。

研究人员——10名来自德国、瑞士和美国的科学家——然后对成功的受试者进行了反向测试,在测试中,盘子突然扮演了相反的角色。没有人喜欢这种迂回的方式。在前100次试验中,只有成年清洁工濑鱼、卷尾猴和红毛猩猩改变了偏好。

几条幼鱼也进行了测试,它们的表现明显比成年鱼差,这表明这是一种必须学习的心理技能。研究报告的作者之一,Redouan Bshary,甚至在他4岁的女儿身上进行了测试。他建立了一个类似的“觅食”试验,将巧克力M&M放在独特的永久性和临时性盘子上。经过100次试验后,她还没有学会先用临时盘子吃饭。

作者得出了一个关键结论:“清洁工濑鱼表现出的复杂的觅食决定……这是其他拥有更大、组织更复杂大脑的物种不容易做到的。”但这些技能并不是凭空而来的。隆头鱼精明地选择先吃哪个盘子,类似于这些清洁鱼在野外与客户礁鱼互动时所做的决定。这个实验的逻辑是特意设计来模拟那个情境的。大脑的大小是该死的,如果它对一个物种的生存至关重要,那么这个物种最有可能擅长于它。

因为清洁鱼靠从其他有自己计划的鱼类身上收集食物来维持生计,所以它们需要更加注意食物来源随时可能游走的可能性。香蕉不会这样做;瞬态客户端鱼做。而清洁工需要大量的练习。即使是在不忙的时候,清洁工濑鱼也为数百名客户提供服务。当生意兴隆时,他们每天可以与各种各样的客户进行超过2000次的交流,其中一些是珊瑚礁的“常客”,另一些(可能是其他物种)只是路过的“游客”。清洁工能够区分这两种情况,他们首先为来访的客户服务,如果没有立即检查,这些客户会游到另一个站点去找另一个清洁工。常客们稍后还会出现。红色车牌,蓝色车牌。

如果你和我一样,你会对灵长类动物的表现感到失望,在我们看来,这似乎是一个相当直接的智力挑战。作者写道:“猿类之所以出人意料地未能成功,似乎是由于它们在任务中感到沮丧。”当然不是因为他们愚蠢。类人猿以解谜著称,有些谜题它们比人类做得更好。例如,黑猩猩在随机分布在电脑屏幕上的数字的空间记忆任务中远远胜过人类。他们还聪明地运用了阿基米德的原理——利用物体的浮力——当他们面对一根透明的窄管底部的一颗花生时。由于无法把花生取出来或够到管子里,他们就会从附近的水源取水,用嘴携带水,然后把水喷射到管子里,直到花生漂浮在可够得到的范围内。一些有创造力的黑猩猩甚至会往管子里小便。猩猩以他们的逃跑艺术而闻名,能够开锁。但这些都是不同类型的技能。

当鱼类在智力任务上胜过灵长类动物时,这又一次提醒我们,大脑大小、身体大小、皮毛或鳞片的存在以及进化上与人类的接近程度是衡量智力的不稳定标准。它们还说明了智力的多样性和背景性,即智力不是一种普遍属性,而是一套复杂的属性可以沿不同轴表达的能力。多元智能概念如此吸引人的原因之一是,它有助于解释一个人如何能够成为优秀的艺术家或有成就的运动员,但在数学或逻辑任务等方面却表现得相当差。它削弱了我们历史上对其的重视“智力”的定义是人类能力的选择,即使对我们自己的物种来说也太狭隘了。


乔纳森·巴尔科姆(Jonathan Balcombe)是人文社会科学与政策研究所(Humane Society Institute for Science and Policy)动物感知部主任,著有四本书,包括习性快乐王国。Y欧可以在Twitter @ jonathanbp1959跟随他

摘自鱼所知道的:我们水下表亲的内心生活由Jonathan Balcombe。由...出版科学美国人/法拉、斯特劳斯和吉鲁。Jonathan Balcombe版权所有©2016。版权所有。

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