钓白蚁:吃货也爱动脑子

通过长期的观察,动物学家简·古道尔提供了存在于野生黑猩猩中的反例,黑猩猩想要享用美味的食物时,也能巧妙地利用工具。

白蚁富含蛋白质,口感松脆多汁,是黑猩猩喜爱的美食之一。为了获取食物,这些吃货们也是“八仙过海,各显神通”。古道尔观察到,为了钓出白蚁,黑猩猩会对树枝进行“加工”(去掉多余的枝叶)。这一过程表明它们会有意识地制造工具来获取食物。

其实除了黑猩猩之外,在自然界中,海獭懂得用石头敲开贝类的硬壳,享用里面美味的肉质;大象懂得用鼻子卷起树枝驱赶苍蝇……

这么看来,能否使用工具,其实并不是我们与周围动物的区别。但是从工具这个点出发,我们也可以细分为使用单一工具和使用工具集(多种不同功能工具的组合)两个方面。

使用单一工具达成特定目标的行为,在自然界中并不少见,但如果任务更为复杂,需要使用多种具有不同功能的工具(即“工具集”)时,许多动物就摸不着头脑了——这不仅仅是多了几个工具,更需要充分发挥自己的想象力和创造力,才能将多个独立的东西按照顺序组合成一套“任务流程”。因此,要是一种动物可以使用工具集完成更复杂的任务,它们确实更聪明一些。我们回到黑猩猩的相关研究中,其实黑猩猩,也许就是“更聪明”队伍的成员之一。随着对黑猩猩的深入研究,科学家们还发现了更多惊喜。使用单一的工具,对于黑猩猩来说还算不上什么本领。为了获得美味的食物,必要时候,多种工具会齐上阵。

在刚果北部的一个森林里,科学家们首次看到黑猩猩使用了两种不同的工具“钓白蚁”:一根短而硬的木棒,用于在白蚁巢上打孔;一根长而柔软的草茎,用来伸到狭窄的白蚁巢里,钓出白蚁。这说明,黑猩猩具有使用复杂工具集的能力。

然而,科学探索从来不乏质疑的声音。有人认为这不能作为黑猩猩使用工具集的证据,他们认为,黑猩猩脑子里可能并没有那么清晰的路线图。它们并不知道要先做什么,再做什么,使用不同的工具只是为了解决两个独立的问题——一是为没有开口的白蚁巢开个洞,二是在一个狭窄的洞口中钓出白蚁。

这种“子非鱼安知鱼之乐”的争论持续了数年。后来有人另辟蹊径,终于给这个争论一锤定音:黑猩猩在携带工具集(短树枝和长草茎)的时候,会根据需要来决定是单独带其中一个,还是两个一起带。

这就说明黑猩猩获得白蚁的过程,并不是解决完一个问题,发现一个新问题,再想办法解决新问题。实际上,它们对于即将面对的多步骤问题有一个预测。它们非常清晰地知道每个工具具体执行什么功能,也会根据即将解决问题的复杂性选择不同的工具。至此,学界终于承认了黑猩猩“确实有这么聪明”。

现在,被证实能够在自然状态下使用工具集的成员,已知的就有人类和黑猩猩了。但近期发布的研究显示,这个“最聪明”名单里挤进了一个非人也非其他灵长类的物种——戈芬氏凤头鹦鹉(Cacatua goffiniana)。

鹦鹉也来“钓腰果”

鸟类中聪明的物种也不在少数。我们小的时候常常听到“乌鸦喝水”的故事。研究人员对鸟类还进行过诸多行为学实验,发现雌性虎皮鹦鹉偏爱会操作取食装置的“理工男”、灰喜鹊能够发展出复杂的合作博弈等。在过往的研究中,我们知道鸟类确实在一些方面很有智慧。

在使用工具这一点上,鸟类也不落后。研究人员近期发现,野生的戈芬氏凤头鹦鹉能够使用三种工具取食海杧果的种子。

不过,这些鹦鹉到底是只会使用单一的工具,还是像人和黑猩猩一样,能够根据需要使用多种工具呢?

受“钓白蚁”案例的启发,这些科学家们也设计了一套实验,来测试戈芬氏凤头鹦鹉是不是也能像人和黑猩猩一样,理解并使用工具集。

他们设计了一个盒型的装置,装置的中央摆放着一枚腰果。为了吃到腰果,鹦鹉需要使用工具,插进正面的圆形窄窗,拨动腰果,使它沿着斜面滑到底部的开口——这个操作也可以称为“钓腰果”。

但是任务并没有这么简单:在腰果和窗口之间,研究人员还设计了一个嵌着薄膜的圆形障碍物,模拟了蚁穴封闭的外壳。这下,能够成功吃到腰果就变成了一个多过程的复杂问题。

他们为鹦鹉提供了两种不同的工具:一根长软条和一根短木条。鹦鹉需要先使用短木条戳破中间障碍物薄膜,再使用长软条拨动腰果。

一共有10只鹦鹉参与了挑战。所有挑战者都在一开始的时候表现出挑选工具的行为(将工具拿起来或者放下),说明它们小小的脑袋正在飞速运转,反复考量应该率先使用哪种工具。

最终,有7只鹦鹉摸索出了正确的解决方案,其中6只达到了行为学实验的标准(在15次尝试中有9次连续成功)。甚至有两只“爱因斯坦”鹦鹉(雄性的Figaro和雌性的Fini)在第一次尝试的时候就快速给出了正解,总用时不超过35秒。

鹦鹉是否理解它们的工具集?

看来这些鹦鹉确实会使用工具集完成复杂的任务。那么它们是否会根据需要灵活使用工具集中的工具呢?

研究人员将原本的装置和简化的装置(去掉了障碍物)随机提供给鹦鹉们,看它们能否随机应变。

前面6只通过考验的鹦鹉中,一共有5只进入到了第二轮实验。一只名叫Dolittle 的鹦鹉由于缺乏兴趣而遗憾退出。

在这一轮中,鹦鹉们在第一次就选对了工具的次数为128次,第一次选错了的次数为22次。在这些选错的实验中,只有4次是在面对简化装置的时候选错的。

这些数字表明,鹦鹉们能够根据装置选择正确的工具。但是又不免回到了早先研究中的争议:如何证明它们是真的有了详细的计划,而不是独立地去解决一个个的问题呢?

有了先前黑猩猩野外观察的启示,研究人员将提供工具的地点和装置的位置拉远,这样鹦鹉就需要先决定带哪些工具上路。

按照实验设计,一旦发现拿少了工具,鹦鹉就得回到起点重新拿取。从A到C,往返需要消耗的能量越来越高。科学家推测,如果鹦鹉们具有使用工具集的能力,为了节省体力,它们理应越来越倾向于将两个工具一起带走,以备不时之需。

在爬阶梯装置中,几乎所有挑战者每次都只携带一个工具,只有一只名叫Pipin的鹦鹉会将两个工具组合起来一起携带。到了需要水平飞行的装置,Kiwi也加入了Pipin的队伍。到了第三阶段,垂直往返需要消耗的能量更多,再加上前两个阶段的经验积累,最终有4只鹦鹉在出发时同时携带了两种工具。

这下就可以得出结论了,鹦鹉们不但理解了工具集的概念,而且还会根据实验装置决定是带工具集还是单一的工具,以实现最大程度的“省事儿”。以上的行为学实验证明了,戈芬氏凤头鹦鹉的确具有使用工具集解决问题的能力。

来源: 文章首发于科学大院