通过鹦鹉求偶分析动物认知进化领域的社会性

看多了电视上的相亲类节目,我们对相亲双方能互相看中所需要的“指标”有着一系列的认识,是看外表、看家财万贯,还是看有一技之长?这是一个社会学问题。中国科学院动物研究所孙悦华研究员及陈嘉妮博后等以“Problem-solving males become more attractive to female budgerigars”为题在国际权威学术期刊Science杂志上发表研究成果。论文于2019年1月11日在线发表。该文通过一个虎皮鹦鹉雄鸟通过学习取食技术重新赢得青睐的故事,或许这并不是鸟类才这么选,这是一个普遍社会学问题,所以答案也会不尽相似。


Science | 达尔文进化论新诠释!中科院动物所2019年第一发,在动物认知进化领域取得新突破
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在人类的婚配选择过程中,女子都希望能找到一位聪明能干的伴侣,认知能力也是一个重要的择偶标准。因此与认知能力相关的进化不仅是自然选择的结果,也是性选择的结果。在达尔文的著作《人类的由来及性选择》中,提出了这样一个假设:人类认知能力的发展,有一部分是通过性选择实现的。也就是说男人和男人的竞争中,认知水平高的个体会赢得婚配。那么在动物中,雌性是不是也偏好认知表现更好的雄性呢?在此之前,一直没有人能用实验证明这个假设,而这正是这项研究工作的一大亮点。因而这一假设更多地停留在理论层面。为了探讨这一问题,中国科学院动物研究所鸟类生态学研究组的科学家们用虎皮鹦鹉作为研究对象,通过在简陋实验室近4年的艰苦努力,首次证实了鸟类的认知能力也可以成为性选择的标准,它对人类更好地理解认知的进化提供了重要的启示。

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鹦鹉属于鸟类中智商较高的类群,而原产于澳大利亚的虎皮鹦鹉是著名的笼养鸟(图1),适合进行室内实验。加利福尼亚大学神经生物学与行为学系的Georg F. Striedter教授指出,人们一直想在非人动物中证实,认知水平较高的个体在两性关系中更受欢迎。但遗憾是,多数情况下,人们只能通过歌声、羽毛等和认知表现相关的特征,来推测雌性动物对认知能力的偏好。“而陈嘉妮等人的方法,则提供了更加令人信服的证据。”Striedter教授在评论中写道,“这种方法对推进认知水平与择偶行为的研究,具有相当大的前景。”不过,思虑严谨的老爷子也提出了一个非常可爱的科学问题:这些母鹦鹉自己并没有接受过打开食盒的训练,她们未必知道做这种事情需要聪明的策略。会不会,它们误以为公鹦鹉能顺利打开盒子,是因为他们孔武有力、肌肉过人呢?
在此项研究中,笼养虎皮鹦鹉的雌鸟会先获得一次“相亲”的机会,让她从两只雄鸟中选出自己偏爱的一只。在连续4天的“相亲”过程中,雌鸟会花费更多的时间和偏爱的雄鸟呆在一起。接下来,研究者为不受偏爱的雄鸟们开设了“取食技术学习班”。“学习班”共有两项学习打开特殊食盒的课程,一是学习打开培养皿,二是学习打开需要三个步骤的小抽屉(图A)。研究者会耐心地教导它们学习这两项本领,而落选的雄鸟们通过大约一周的学习,成为了打开食盒获取食物的高手。
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图一:两种特殊的食盒,鹦鹉需要打开食盒获取食物。:雌鸟观察“学习班毕业”的雄鸟。:雌鸟观察原来偏爱的雄鸟。
在“学习班”毕业以后,昔日不受偏爱的雄鸟们重新回到了雌鸟的面前。研究者让雌鸟观察学成归来的雄鸟如何轻松地打开食盒获取食物(图B),同时雌鸟也会看到她们原来偏爱的雄鸟如何在食盒前手足无措(图C)。经过几天的观察之后,实验者给了雌鸟重新“相亲”的机会。在第二次“相亲”中,雌鸟的选择发生了显著的变化,她们改变了心意,愿意更多地和原来不受偏爱的雄鸟在一起了。“智识”的力量真的帮助原来落选的雄鸟重新赢得了雌鸟的青睐吗?
为了证实这一点,实验者还进行了两组对比实验。一组是让雌鸟观看原来不受偏爱的雄鸟取食开放的食盒,而原来喜爱的雄鸟只给空着的食盒,结果雌鸟并未改变原有的选择,还是坚持偏爱原来的对象。说明并不是食物本身在起作用。第二组是让雌鸟选择雌鸟,以检验雌鸟是否以聪慧来论“闺蜜”。这组实验与开始的流程一致,只是把两只被选择的雄鸟换为雌鸟。结果雌鸟观察了原来并不偏好的雌鸟学成的取食技巧后,并没有改变对“闺蜜”的偏好。“闺蜜”的认知表现并不影响同性伙伴对她的态度。
我们的研究表明,对认知技能的直接观察可以影响动物的配偶选择,它支持了达尔文开始提出的假设,即配偶选择可能会影响动物认知特征的进化。
该文更大的意义正如中科院动物所研究员陶毅所说,这项研究的一个显著特点在于:通过简单、严谨、合理的实验设计,得到了具有普遍意义的结果——“这给科研人员带来一个非常重要的启示:对于基础研究而言,虽然发现生物学现象非常重要,但是揭示这些现象背后的进化生物学逻辑(或机制)才是研究工作的灵魂。”

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