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当愚蠢变得有利

探索智力的进化益处,比较果蝇的学习能力和孔雀鱼在不同环境中的行为。

作者:Carl Zimmer
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智力与羽毛、触手或花瓣没有什么不同。它是一种生物学特征,既有成本也有收益。它需要能量(我们构建和运行大脑所消耗的卡路里),而这些能量本来可以用来保持身体温暖、增加肌肉或抵御疾病。此外,增强某种特质(例如智力)的基因也可能干扰另一种特质,甚至导致疾病。在进化的过程中,如果某种特质的成本过高,它就可能从种群中消失。

另一方面,智力可能会带来一些进化上的好处,例如帮助我们寻找食物、抵御恶劣天气、找到孩子藏在玩具屋里的车钥匙等等。但这绝不意味着智力总是净收益。这完全取决于我们——以及其他动物——所处的环境条件。

科学家们通过几种实验已经认识到智力是多么可选。去年,法国科学家报告了一项实验,他们在其中培育果蝇,以测试它们的学习能力。他们会给果蝇提供橙子和菠萝来产卵,但会在一种水果上涂抹一种难吃的化学物质。一些果蝇很快学会了避开难吃的水果,即使研究人员没有在上面涂抹化学物质。这些更聪明的果蝇被允许繁殖,将其学习基因传给下一代。(研究人员在每一代中都会在水果之间切换难闻的味道,以确保果蝇不是简单地进化出对橙子或菠萝的厌恶。)在几十代之后,这批果蝇的学习能力显著优于它们未进化的表亲。在反向实验中,他们成功培育出比普通果蝇学习能力更差的“笨”果蝇。

如果科学家们如此容易地就能提高果蝇的学习能力,那么这些昆虫的祖先为什么没有在野外进化出这种智力呢?答案是这种智力是有代价的。研究人员将“聪明”果蝇的幼虫和一些普通果蝇的幼虫放在一起,让它们竞争酵母供应。然后他们计算有多少幼虫存活到成年。然后他们用“笨”果蝇做了同样的实验。他们发现“聪明”果蝇的幼虫比“笨”果蝇的幼虫更容易死亡。

现在又有一项关于智力的实验,这次主要是由自然而非科学家进行的。许多流入巴拿马运河的溪流都栖息着同一种孔雀鱼,即Brachyraphis episcopi。在许多这样的溪流中,孔雀鱼生活在两种不同的栖息地:瀑布上方和下方。在瀑布下方,它们面临着来自其他鱼类的激烈竞争,这些鱼类试图吃掉从头顶树上掉落的果实和其他食物,它们还必须应对几种捕食性鱼类。但在瀑布上方,孔雀鱼过着没有捕食者的生活。爱丁堡大学的研究人员意识到,这种安排为物种内不同行为的进化创造了绝佳条件。上游的孔雀鱼不会面临与下游鱼类相同的进化压力。如果研究人员是对的,他们应该在一条又一条的溪流中发现这种模式。

研究人员从四条不同的溪流中捕获了上游和下游种群的孔雀鱼。然后他们将这些鱼运回苏格兰的实验室,测试它们通过迷宫寻找食物的能力。正如他们在《行为生态学》(Behavioral Ecology)上发表的一篇论文中所述,来自低捕食者上游地区的鱼类表现始终优于它们的下游同类。它们解决迷宫的速度是下游鱼类的两倍。

研究人员认为,上游的鱼之所以表现如此出色,是因为它们已经进化出一种一心一意的专注力。在野外,孔雀鱼似乎会评估它们的溪流,找出等待食物落入水中的最佳地点。它们会迅速前往该区域,并将其从其他孔雀鱼那里保卫。这种学习能力很好地转化为实验室迷宫。另一方面,下游的孔雀鱼如果只寻找最佳溪流区域,就有可能成为捕食者的轻松猎物。相反,它们还必须更好地了解它们的整体栖息地,发现捕食者,寻找避难所等等。在实验室中,它们倾向于探索比上游孔雀鱼更多的迷宫通道,这可能是由于它们了解地形(或水域)的本能。

这些结果提出了一个关于我们自身的棘手问题。它们表明,同一物种(例如人类)的不同种群可能会根据不同环境而进化出认知上的差异。然而,我不认为这些结果可以用来支持任何基于种族的智商差异观念,因为我们不是鱼也不是实验室果蝇。我认为世界各地人们所面临的条件与这些果蝇和孔雀鱼所面临的条件并不那么不同。我认为,这些结果最重要的教训是,让我们稍微收敛一下我们的自恋。聪明并不意味着我们比其他动物优越。它只意味着我们在某一方面更优越。

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