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非哺乳动物也喜欢玩耍

动物的玩耍不仅仅局限于哺乳动物。从蜘蛛、鸟类到章鱼,非哺乳动物也知道如何玩乐。

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图片来源:Andrea Cobb

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2013年4月,在一艘名为BION-M的无人宇宙飞船上,一只厚趾壁虎从聚氨酯项圈中挣脱出来。在微重力环境下,这个物体漂浮开,然后又漂浮回这只动物身边,接着再次漂浮开,靠近另一只壁虎,然后是第三只。这些动物感到好奇。一只用鼻子推了推项圈。另一只试图把头伸进去。还有一只把这个东西按在地板上。随着宇宙飞船绕地球轨道飞行,壁虎开始玩耍起来。

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2015年,俄罗斯科学家在通过宇宙飞船内的摄像头观察了这些宇航员壁虎后,描述了这次特别的爬行动物玩耍事件。这项旨在研究爬行动物在失重环境下一般行为的实验,增加了越来越多的证据,表明不仅仅是小猫和小猩猩玩耍,鸟类、爬行动物、鱼类甚至无脊椎动物,包括蜘蛛和黄蜂,也玩耍。我们有关于章鱼玩弄乐高积木以及科莫多巨龙与饲养员拔河的报道。2015年,一项对化石牙痕的研究表明,6500多万年前,这些骨头可能曾是霸王龙的一种玩具。非哺乳动物的玩耍行为为我们深入了解这种活动的功用和演化提供了新的见解。然而,直到最近,研究人员还怀疑这些物种是否真的能够进行这种行为。

几十年来,如果不是几个世纪的话,科学家们都拒绝接受除了哺乳动物以外的其他动物确实会玩耍的观点,即使面对关于游动的鱼类或似乎热爱玩耍的鸟类的观察报告。“人们试图找出各种可能的解释,”田纳西大学诺克斯维尔分校的行为生物学家戈登·伯格哈特说。“他们认为也许动物只是试图弄掉身上的寄生虫,尽管没有任何证据表明它们那样做。或者他们会说,这些动物太笨了,不知道它们玩的不是食物,尽管你不会对一只玩橡胶老鼠的猫这么说。”

20世纪末,随着视频和计算机的广泛使用,科学家们能够详细地分析动物的行为,这种观念开始改变。想想看“猪脸”(Pigface)的故事,这是一只尼罗河软壳龟,它几乎一生都独自生活在华盛顿特区国家动物园的一个围栏里。在上世纪80年代,当“猪脸”已经40多岁的时候,它开始咬自己,抓自己的脸。“它常常自残到皮肤上长出真菌,”伯格哈特回忆道。“所以爬行动物管理员想,‘嘿,也许它很无聊?’那时没有人认为爬行动物会感到无聊。”

1991年,伯格哈特和其他研究人员给了“猪脸”两个篮球和一个用花园软管做的圆环,然后记录了它的行为。在视频上,这只乌龟的玩耍性并不显而易见,直到伯格哈特决定加速播放影片。突然间,“猪脸”像一只欢快的狗:它用鼻子顶、咬、推、甩着玩具。“这是第一个有力的证据表明爬行动物会玩耍,”他说。无聊消失了。

大脑中的玩耍

2005年,基于多年的研究,伯格哈特概述了定义玩耍行为的五项标准,这为非哺乳动物玩耍的研究注入了动力。这使得更容易判断某种行为是否是玩耍,还是完全不同的东西。根据伯格哈特的说法,玩耍是一种自愿的行为,重复进行数次,没有明显的功能(所以为了好玩而奔跑是,但逃离捕食者不是),并且与常规的功能性行为有显著差异。它也由健康的、压力不大的动物发起。

“玩耍就像一个万花筒,是来自许多不同情境的各种行为的混合体,例如捕食行为、攻击行为、性行为,正是这种混合体让动物知道这是玩耍,而不是严肃的事情,”科罗拉多大学博尔德分校的行为生态学家马克·贝科夫说,他是另一位研究者,其广为接受的玩耍定义帮助研究人员在更广泛的动物群体中发现这种行为。

(插图来源:Andrea Cobb)

然而,玩耍远非统一,这使得识别它具有挑战性。以我们以哺乳动物为中心的思维方式,我们倾向于认为玩耍是相当复杂且“大脑化”的,正如贝科夫所说。但玩耍有很多不同的类型,有些比其他类型更简单。

以渡鸦为例。在一项2014年发表的研究中,来自德国马克斯·普朗克鸟类学研究所和瑞典隆德大学的研究人员观察了一群渡鸦与一只小型填充老鼠和一个塑料蜘蛛的互动。有时,鸟类会用喙或脚操纵玩具——这就是科学家所谓的物体玩耍。有时,如果一只渡鸦开始玩一个玩具,另一只也会加入——这就是社交玩耍。有时,鸟类只是挂在树枝上,似乎很享受。

这就是最简单、最原始的玩耍:奔跑、跳跃和嬉闹,被定义为运动玩耍。不需要发达的大脑。对15个哺乳动物目进行的比较表明,大脑较大的目包含更多好玩的物种。然而,在一个特定的目内,例如灵长类动物,一些最爱玩的物种是那些大脑最小的。

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无论大小,玩耍都可能增强大脑的功能。对大鼠进行的实验表明,玩耍会改变大脑,影响负责复杂思维和调节情绪的前额叶皮层的发展。在加拿大莱斯布里奇大学科学家于2013年发表的一项实验中,玩耍增强了幼鼠的神经可塑性,这有助于它们在未来的生活中行为更加灵活。

蜘蛛的性爱时光

那么,如果你是一只蜘蛛,而你根本没有皮层,你还能玩耍吗?很可能可以。“蜘蛛并没有真正的大脑,只有一个由三个神经元簇组成的去中心化神经系统,”研究蜘蛛行为的加州大学圣巴巴拉分校的进化生态学家乔纳森·普鲁特说。“它们几乎看不到彼此,它们生活在一个振动的世界里,但它们却做着符合你对玩耍的定义的事情。”

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在2012年发表的一项研究中,普鲁特、伯格哈特和田纳西大学的苏珊·赖切特描述了Anelosimus studiosus蜘蛛的一种奇特行为。该物种的雄性和未成熟的雌性会进行普鲁特所说的“近乎性交”的行为,并且反复进行。从功能的角度来看,这没有意义:雌性还无法繁殖。首先想到的就是,蜘蛛只是不知道它们无法成功交配,但普鲁特不认为这是真的。“近乎性交”与真正的交配在重要方面有所不同,其中一点是雄性不会被吃掉。在正常的繁殖条件下,雌性有30%的可能性会吃掉雄性。“但在这些玩耍互动中,它们从不杀死任何雄性,”普鲁特说。

缓和攻击性是玩耍的一个典型特征;这甚至在黄蜂身上也得到了证实。早在2006年,研究年轻纸黄蜂的意大利科学家就注意到,当这些昆虫聚集在一起取暖以度过冬天时,它们会进行一种非常类似哺乳动物的玩耍性打斗。它们用触角敲打其他黄蜂,舔它们,咬它们,这些行为都没有明显的功能。

“玩耍不需要发达的大脑,”伯格哈特说。“组织方式可能更重要。蜜蜂的大脑很小,但它们能够进行相当高级的交流和学习。”这一切都回溯到玩耍最初是如何演化而来的。

博弈论

20世纪90年代末,除了已记录在案的鸟类之间的事件外,非哺乳动物的玩耍仍然被认为是一个奇怪的想法。然后,专注于头足类动物行为的莱斯布里奇大学心理学家詹妮弗·马瑟和她的同事、西雅图水族馆的罗兰·安德森给了几只无聊的章鱼一些旧药瓶,只是想看看会发生什么。结果,这些动物玩了起来。它们喷水攻击药瓶,将“玩具”推开,然后等待它随着水族箱进水口的水流漂回来,一次又一次地推开,似乎很享受。章鱼玩耍的发现对我们理解这种活动至关重要。它表明,玩耍并非哺乳动物和鸟类的专属领域,而是遍布整个动物王国的多次演化。

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(图片来源:Discover)

Discover

至于玩耍为何会演化,没有简单的答案。伯格哈特认为,起初它可能是一个副作用:如果一个动物有一些过剩的资源,充足的食物、时间和安全,它可能会感到无聊并开始玩耍。马瑟认为章鱼也是如此。“这是它们好奇心、认知能力和探索环境愿望的流露——可能还有无聊,”她说。伯格哈特称之为“剩余资源理论”,这也解释了为什么宇宙飞船上的壁虎开始玩耍,而地球上的同类——对照组——却没有。爬行动物依赖外部热源,其新陈代谢率比鸟类或哺乳动物慢得多。在正常情况下,它们进行剧烈活动更困难、成本更高。但在太空,接近失重使得玩耍的能量消耗更少,所以它们玩了。

伯格哈特和其他研究人员还认为,当玩耍最初演化时,并不一定对动物有任何好处。它仅仅是存在。只有在后来的进化过程中,玩耍——至少在某些情况下——才获得了功能性价值。有时,好处是简单而直接的:锻炼肌肉,或探索环境。其他时候,好处要延迟到成年。在这种情况下,蜘蛛的“近乎性交”是一个很好的例子:进行这种求偶行为的雌雄蜘蛛后来在真正的繁殖行为中更成功。“它们似乎在积累经验,”普鲁特解释道。

乐趣的问题

抛开所有这些好处不谈,一个问题仍然没有答案:蜘蛛、黄蜂和壁虎真的在享受乐趣吗?在2014年的一篇论文中,伯格哈特和他的同事们描述了三条慈鲷鱼如何玩弄水箱里的温度计,反复弹跳“玩具”。这些动物显然在玩耍,但它们享受其中的程度(甚至是否享受)却无法得知。另一方面,贝科夫和其他观察过渡鸦在雪堆上滚下来的人,有时会仰面朝天,脚里还夹着树枝,他们却有一种更清晰的感觉,认为其中包含着乐趣。

(图片来源:Andrea Cobb)

Andrea Cobb

当我们观察哺乳动物时,判断它们是否享受乐趣似乎很明显——我们可以检查它们的肢体语言和面部表情,并将它们与我们自己的进行比较——但这样的答案大多是直观的。试图理解鱼类或无脊椎动物的情感,可能迫使研究人员更深入地探究究竟是什么让玩耍真正有趣。

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对大鼠进行的研究表明,大脑中的特定化学信使,如多巴胺和内源性大麻素,可能在玩耍的愉悦感中起作用。内源性大麻素系统,参与处理疼痛等感觉和调节情绪,曾经被认为只存在于哺乳动物中。但在鱼类、鸟类、两栖动物甚至可能还有海胆中也存在。至于多巴胺,长期以来一直被认为是控制大脑愉悦中心的关键,“它存在于蜘蛛体内,我们知道它对行为有很大影响,”普鲁特说,但他承认,我们仍然完全不知道它是否能让蜘蛛感到玩耍的乐趣。

虽然蜘蛛的乐趣问题仍然没有答案,但理解到玩耍并非仅限于哺乳动物,可以改变我们对这种活动的看法。“我们可以学到的一件事是,玩耍是一种非常基本且非常需要的行为,存在于各种各样的物种的曲目中,”贝科夫说。“蚂蚁的玩耍可能与狗的玩耍不同,但它对蚂蚁可能很重要。”即使章鱼和蜘蛛也需要玩耍,如果它确实是一种基本行为,也许我们应该让自己的孩子多参与其中,而不是让他们从一个课外活动匆忙地赶到另一个。

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非哺乳动物的玩耍也可能改变我们对自身与其他物种之间差异的看法。“我认为我们必须摆脱一些以人类为中心的心态,”马瑟说。“科学史充斥着‘哇,我们人类很特别’的说法。但我们并不特别。当你看到章鱼玩耍时,你必须认识到这一点。”


Marta Zaraska是《Meathooked: The History and Science of Our 2.5-Million-Year Obsession With Meat》一书的作者。

[本文最初以“The Play's the Thing.”为题刊载于印刷版。]

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