烏鴉:鳥類的智商擔當
中學教科書中曾引用恩格斯的名言:“能夠制造和使用工具是人和動物的本質區別”。誠然,大多數動物都不擅長使用,更不用說制造工具。在人們的印象中,只有壹些較為高級的靈長類動物,如大猩猩,可以利用樹枝折成自己需要的程度然後去蘸白蟻吃。而在其他動物中並不會發展出使用工具的“高級技能”。
然而,鳥類學家們並不這麽看,至少烏鴉就是壹個特例。2005年,在華盛頓的壹次科學會議上,加拿大麥吉爾大學(The McGill University)的列斐伏爾(Louis Lefebvre)發布了壹項鳥類智商的研究報告,他們總結了2000份自然界中鳥類創新取食的觀察報告和75年內在世界各國發表的鳥類研究論文,列出了壹份鳥類智商排名,其中烏鴉名列第壹。科學家們很早就註意到,有些種類的烏鴉能夠使用甚至制造工具來幫助自己找到食物。相比於其他大部分只能靠自己的喙和爪子來取食的鳥類,烏鴉的這種技能真的是智慧的多,智商排名第壹名副其實!那麽,我們來認識壹下這群機智的烏鴉吧。
新喀鴉:聰明烏鴉的傑出代表
在《伊索寓言》中有壹則很有名的故事《烏鴉喝水》,這則寓言的內容現在已被科學家們證實。在壹項發表於《公***科學圖書館 — 綜合》的研究中,來自新西蘭的動物學家傑伯特(Sarah A. Jelbert)等參照《伊索寓言》中的模式對新喀鴉(New Caledonian Crows)的覓食行為進行了研究。
他們將食物置於裝有水的玻璃管中,由於距離管口有壹段距離,新喀鴉並不能直接接觸到食物。然而,他們很快就發現,將管子旁邊的小石塊投入水中,食物便會上升,直至可以啄到食物。不僅如此,他們還能區分裝有沙子和水的瓶子,因為向裝有沙子的玻璃管中投擲石子,並不會使食物上升(圖1A);他們能區分輕的物塊和重的物塊,因為輕物塊擲入水中只會漂浮起來(圖1B);他們會使用實心的物塊,而不使用空心的物塊,因為後者不會使液面上升(圖1C);他們還會在細瓶子和粗瓶子(圖1D),在高水位和低水位瓶子之間做出明智的選擇(圖1E);更令人驚奇的是,在U 形管實驗中,右邊的玻璃管和中間的食物管相連,而左邊不相連,新喀鴉經過幾次嘗試後,便正確選擇了與食物相連的玻璃管(圖1F)。
圖片(1),不同模式下測試烏鴉從水中獲取食物的能力。新喀鴉是生活在南太平洋新喀裏多尼亞島上的熱帶烏鴉,他們聰明、好奇、喜歡玩耍,更奇特的是,他們非常擅長使用工具,甚至能用周圍的材料自己制造工具。壹位研究新喀鴉行為長達十多年的鳥類學家,英國聖安德魯斯大學的魯茲(Christian Rutz)說,新喀鴉是已知的極少數會使用工具的鴉科動物(鴉科,Coridae,***23屬117種,總的來說包括烏鴉、渡鴉、禿鼻烏鴉、穴烏、喜鵲、樹鵲、灰鳥等鳥類)。比如下圖,他們會將壹些樹枝彎曲以“抓取”縫隙中的食物。
隨機捕獲的野生烏鴉,他們將樹枝等彎曲成“鉤”,以“掏取”樹洞中的食物。“工具使用者”新成員:夏威夷烏鴉
新喀鴉是唯壹天生會使用的工具的鴉科動物嗎?這個問題壹直困擾著研究新喀鴉十多年的鳥類學家魯茲。而且,由於沒有其他同屬物種作為比較,這種使用工具行為的演化起源壹直無法進行研究。後來聖地亞哥動物園(San Diego Zoo Global)的飼養員註意到,另壹種熱帶鴉科——夏威夷烏鴉(Corvus hawaiiensis,通稱‘alalā)也非常擅長使用工具。他們便與魯茲等合作,對夏威夷烏鴉的行為開展研究。近期,研究結果作為封面文章發表於國際頂級期刊《自然》上。
左圖:壹只夏威夷烏鴉正在“認真”的用嘴銜著小樹枝從洞中取食。右圖:《自然》期刊封面——“隱秘”的天才。
夏威夷烏鴉主要生活在森林中,主要食物是蜥蜴、種子、昆蟲等。但是,在21世紀初,夏威夷烏鴉在野外已經滅絕(可能因為棲息地改變、人們的獵殺、瘟疫的傳播等原因),目前存活的均為人工飼養。因此研究人員們就以現存109只飼養的夏威夷鴉中的104只(其余5只因健康原因未參與)進行實驗。
首先,他們設計了兩種不同的實驗設施,壹種是鉆有數個水平和豎直的小孔與凹槽的壹節樹幹,另壹種是同樣有數個小孔與凹槽的木制小平臺。然後,他們在孔與槽中放置食物,以觀察烏鴉使用工具的情況。研究人員增田(Bryce Masuda)說:“很久以來,我們就知道夏威夷烏鴉非常聰明,但在這項實驗之前,我們都沒有意識到夏威夷烏鴉有多擅長使用工具。”
舉例來說,幾乎所有的烏鴉都會使用工具,78%的烏鴉會自發使用棍子試探無法直接觸及的食物,所有成功的嘗試只有壹例耗時超過壹分鐘。這些烏鴉能找到長度合適的木棍並換掉不合適的木棍,而且頻繁出現改造工具的情況。在單獨測試的烏鴉中,有67%懂得把過長的木棍啄短。14%的烏鴉會用周圍的樹枝等材料自制工具。工具的使用情況與性別無關,卻和年齡有關:93%的成年鴉都會使用工具,而幼年鴉的比例為47%。
用來測試烏鴉利用工具取食能力的裝置。那麽,這種復雜的工具使用模式是這些烏鴉與生俱來的呢?還是經過後天學習(向其他烏鴉學習或者向人類學習)的呢?
科學家們認為是前者。因為,第壹,幾乎所有的烏鴉都具有使用工具的能力;第二,他們將7只幼年烏鴉進行獨立飼養,使其既不能向其他成年鴉學習這種技能,也不能向人類學習,這群未經學習的夏威夷烏鴉依然表現出了豐富的工具使用行為。這兩個事實,以及其他壹些證據表明,使用工具是夏威夷烏鴉的壹種本能行為。他們的覓食行為需要他們不停的到處找東西,這種用工具輔助覓食的傾向可能是由此導致的,並且已經刻入基因。當然,個體學習和社交對他們的行為也會有重要的影響。此外,由於夏威夷烏鴉在野外已經滅絕,我們無法觀察其野外的生活情況,目前的觀察結果傾向於認為他們在野外也有能力使用工具。此外,由於夏威夷鴉與新喀鴉關系較為疏遠,但是生活環境相似:均生活在偏遠的熱帶島嶼。作者認為,正是這種相似的生態條件——如本地獵物覓食競爭較小和被捕食風險不高——促進了他們趨同進化,學會了使用工具覓食,並進化為壹種本能行為。
目前,全世界僅剩100多只圈養的夏威夷烏鴉,但在今年晚些時候,其中壹些烏鴉將被放歸自然,科學家將可以在野外觀察他們的工具使用行為。夏威夷烏鴉也將有望在野外得以復蘇,這或許很困難,我們期待這壹天的到來!