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墨鱼能数到五

墨鱼的计数能力揭示了令人惊讶的认知能力,使它们能够有效地选择猎物。了解它们的数学测试!

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别以为它不能,这种没有骨刺的海洋生物可能比你蹒跚学步的孩子更能计数。墨鱼必须精明才能吃到东西。它们总是在寻找虾、鱼或螃蟹。当墨鱼发现潜在的受害者时,它会弹出两条特制的、带有吸盘的触手将其抓住。由于这些猎手必须不断判断哪些猎物值得攻击,因此它们拥有高级认知能力——比如计数能力——是有道理的。为了弄清楚事实是否如此,台湾国立清华大学的 Tsang-I Yang 和 Chuan-Chin Chiao 将一些埃及墨鱼带到实验室进行数学考试。研究人员孵化了墨鱼卵,并等待这些动物长到一个月大。然后,他们开始测试这些年轻的头足类动物。在每次测试中,一条墨鱼会待在一个水箱的一端,研究人员将一个带有透明壁的双隔间盒子放入另一端。一个隔板从盒子中心伸向墨鱼。当墨鱼游向装置时,它必须在其中一个隔间和另一个隔间之间做出选择。

这是从上方看墨鱼的数学测试。一旦墨鱼做出决定并偏向盒子的某一侧,研究人员就会将装置从水中拉出。(这可能让墨鱼感到恼火,但它们在测试结束时得到了喂食。)为了了解这些动物能数多好,研究人员将不同数量的虾放入盒子的每个隔间,范围从 1 到 5。如果一侧有 5 只虾,而另一侧只有 1 只,那么选择应该很容易。但是墨鱼能否可靠地选择 2 只虾而不是 1 只,或者 3 只虾而不是 2 只? 5 只比 4 只呢?科学家们测试了 54 条墨鱼。不出所料,这些动物在选择一大堆虾而不是一只虾时没有问题。但它们也通过了它们接受的每一项其他测试。墨鱼选择虾数量较多的一侧的可能性显著更高,即使是在 4 和 5 之间选择时。当数字之间的比例变小时(例如,5 比 4 而不是 4 比 3),墨鱼做出决定的时间也更长。Chiao 说,这证明了这些头足类动物实际上是在计算每侧的虾,而不是一目了然地判断数量。进一步的实验排除了其他可能的解释:墨鱼不是在计数,而是寻找密度更大的虾群吗?不,因为当研究人员将少量虾挤入更小的空间以增加密度时,墨鱼仍然选择了更大的数字。墨鱼是否只是寻找最活跃的猎物堆?同样不是,因为研究人员使用死虾进行了演示。数学并不是影响墨鱼决定的唯一因素。墨鱼更喜欢活体猎物,当研究人员给它们的受试者 1 只活虾或 2 只死虾时,它们选择了前者。当被提供一只大而肥美的虾或两只小虾时,饥饿的墨鱼选择了大的——但已经吃饱的墨鱼选择了两只小的。这可能是因为大虾更诱人,但对于年轻的猎手来说,抓斗的风险更大。对于不特别饥饿的墨鱼来说,风险可能不值得。Chiao 说,他对这些头足类动物的表现并不感到惊讶。“我们知道墨鱼拥有复杂的大脑和先进的神经系统,”他说。“墨鱼必须不断地寻找食物,因此拥有数字感对它们的生活很重要。”尽管实验只进行到 5 只虾,但 Chiao 猜测墨鱼可能还能数得更高一点。对一岁婴儿的类似研究表明,他们可以区分 1、2 或 3 个物品,但在数量更大时就会失败。猕猴可以区分高达 4 的数字,但再高就无法区分了。因此,作者写道,这项研究“意味着在数字感知方面,墨鱼至少与婴儿和灵长类动物相当。”

图片:来自Stickpen(来自 Wikimedia Commons)

Yang TI, & Chiao CC (2016)。墨鱼的数字感和状态依赖性估值。《Proceedings. Biological sciences / The Royal Society》,283(1837)。PMID:27559063

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