經 Farrar, Straus and Giroux 許可轉載。改編自喬納森·巴爾科姆的著作《魚知道什麼：我們水下表親的內心生活》。版權所有 © 2016 Jonathan Balcombe。
在帛琉的密克羅尼西亞群島潛水時，進化生物學家賈科莫·貝爾納迪目睹了一些不尋常的事情，並幸運地將其拍攝下來。一條橙點唇齒魚 (Choerodon anchorago) 透過向沙子吹水，將埋在沙子裡的蛤蜊挖出來，然後用嘴撿起軟體動物，並將其帶到 30 碼外的一塊大石頭旁。然後，通過幾次快速的頭部甩動和適時地鬆開，這條魚最終將蛤蜊在石頭上敲開。在隨後的 20 分鐘裡，這條唇齒魚吃了三個蛤蜊，使用相同的行為順序來砸碎它們。
貝爾納迪是加州大學聖克魯茲分校的教授，據信他是第一位拍攝到魚類展示工具使用的科學家。無論從哪個角度來看，這都是魚類的一種非凡行為。長期以來，人們一直認為工具使用是人類獨有的，直到過去十年，科學家才開始認識到哺乳動物和鳥類以外的這種行為。
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每次觀看貝爾納迪的影片，我都會發現新的亮點。最初我沒有注意到，這條富有進取心的唇齒魚並不是以我們可能期望的方式——從嘴裡噴射水柱——來挖出蛤蜊的。這條魚實際上是背對著目標，然後猛地合上鰓蓋，產生一股水脈衝，就像你合上一本書時，書本會產生一股氣流一樣。這不僅僅是工具的使用。透過使用一系列在時間和空間上分隔開的靈活行為，這條唇齒魚是一個計劃者。這種行為讓人想起黑猩猩使用樹枝或草莖從白蟻巢穴中引出白蟻。或者巴西捲尾猴使用沉重的石頭將堅硬的堅果砸在充當砧板的扁平巨石上。或者烏鴉將堅果扔到繁忙的十字路口，然後在紅燈時俯衝下來，撿起被車輪碾碎的碎片。
在前往目的地的途中，我們的唇齒魚停下來，嘗試了一塊躺在沙子上的小石頭。它漫不經心地敲了幾下，然後又繼續上路了，好像它已經決定這塊石頭不值得它浪費時間。（誰不會對這些誤入歧途的嘗試以及它們如何反映凡人生命的脆弱性感同身受呢？)
對於任何動物來說，這些都是令人印象深刻的認知壯舉。它們是由魚類完成的這一事實，顯然顛覆了仍然普遍存在的假設，即魚類處於動物智力譜的末端。正如人們意識到貝爾納迪那天看到的情景並非個例一樣。科學家們已經在澳大利亞大堡礁的綠鰭鸚鯛（也稱為黑斑唇齒魚，Choerodon schoenleinii）；佛羅里達海岸附近的黃頭鸚鯛 (Halichoeres garnoti)；以及水族館環境中的六線鸚鯛 (Thalassoma hardwicke) 中觀察到類似的行為。在六線鸚鯛的案例中，圈養的魚被餵食了太大而無法吞嚥，也太硬而無法僅用下顎咬碎的顆粒。這條魚將一顆顆粒帶到水族箱中的一塊石頭旁，並像唇齒魚砸蛤蜊一樣將其砸碎。觀察到這一現象的波蘭弗羅茨瓦夫大學的動物學家 Łukasz Pas´ko 看到鸚鯛進行了 15 次顆粒砸碎行為，並且他在圈養數週後才首次注意到它。Pas´ko 將這種行為描述為“非常一致”且“幾乎總是成功”。
頑固的懷疑論者可能會指出，這種行為不是真正的工具使用，因為魚類不是像人類用斧頭劈開木頭做柴火，或者黑猩猩用棍子獲取最美味的白蟻那樣，揮舞一個物體來操縱另一個物體。Pas´ko 自己也將鸚鯛的行為稱為“類似工具”。但這並不是要貶低這種行為，因為正如他指出的那樣，對於魚類來說，用單獨的工具砸碎蛤蜊或顆粒根本不是一種選擇。首先，魚類沒有配備抓握肢體。此外，水的粘度和密度使得用孤立的工具難以產生足夠的動量（嘗試在水下將核桃殼扔向石頭來砸碎它）。而用嘴夾住工具，這是魚類的另一種實際選擇，效率低下，因為食物碎片會漂走，最終被其他飢餓的游泳者搶走。
專家瞄準
正如唇齒魚用水作為移動沙子的力量一樣，射水魚 (Toxotes) 也用水作為一種力量——只是這次是作為狩獵彈丸。這些四英寸長的熱帶射手——銀色的身體兩側有一排漂亮的黑色斑塊——主要棲息在從印度到菲律賓、澳大利亞和波利尼西亞的河口、紅樹林和溪流的鹹淡水域中。它們的眼睛足夠寬、大且靈活，可以實現雙目視覺。它們還具有令人印象深刻的下顎突出，它們用它來創造某種槍管。透過將舌頭壓在上顎的凹槽上，並突然壓縮喉嚨和嘴巴，射水魚可以將一股尖銳的水柱噴射到空中 10 英尺遠——在 3 英尺的距離上，某些個體的準確率接近 100%。對於那些潛伏在這些魚類出沒的回水區上方的樹葉上的甲蟲或蚱蜢來說，真是倒黴。
這種行為非常靈活。射水魚可以單發射水，也可以像機關槍一樣連發射水。目標包括昆蟲、蜘蛛、幼蜥蜴、生肉塊、典型獵物的科學模型，甚至觀察者的眼睛——以及他們點燃的香菸。射水魚還會根據獵物的大小裝填武器，對於較大、較重的目標使用更多的水。經驗豐富的射手甚至可能瞄準垂直表面上獵物的正下方，將其直接擊落到水中，而不是更遠的地方。
黑斑唇齒魚透過將鳥蛤砸在石頭上將其開啟，一些科學家認為這是工具使用的一個例子。圖片來源：斯科特·加德納提供
用水作為彈丸只是射水魚眾多覓食選擇之一。大多數時候，這種魚像普通魚類一樣在水下覓食。如果食物距離水面只有一英尺，它們可能會採取更直接的方式，跳起來用嘴抓住它。
射水魚群居生活，它們具有出色的觀察學習能力。它們的狩獵能力並非天生具備，因此新手只有經過長時間的訓練才能成功射擊快速移動的目標。德國埃爾蘭根-紐倫堡弗里德里希-亞歷山大大學的研究人員對圈養射水魚的研究發現，即使目標移動速度只有每秒半英寸，沒有經驗的個體也無法成功擊中目標。但是，在觀看另一條射水魚嘗試（成功和不成功）擊中移動目標 1000 次後，新手能夠成功射擊快速移動的目標。科學家們得出結論，射水魚可以假設另一條射水魚的視角，從而從遠處學習一項困難的技能。生物學家稱之為“視角採擇”。射水魚所做的事情可能不需要像一隻圈養黑猩猩那樣高的認知水平，後者曾將一隻受傷的椋鳥帶到樹上，幫助它重新飛上天空，但這仍然是一種從另一個角度理解事物的形式。
高速影片記錄顯示，這些魚類根據飛行獵物的速度和位置使用不同的射擊策略。當使用研究人員所說的“預測提前策略”時，射水魚會調整水柱的軌跡，以適應飛行昆蟲的速度——如果目標移動速度更快，它們會瞄準目標更前方的位置。如果目標飛得很低（通常低於水面 7 英寸），射水魚通常會使用另一種策略，研究人員稱之為“轉彎射擊”。這種操作包括魚類在射擊的同時水平旋轉身體，以匹配目標的橫向移動，從而使水柱“跟蹤”目標在空中的路徑。這些魚會讓任何四分衛感到驕傲。
射水魚還可以透過學習控制目標視在大小和魚相對於目標位置的物理定律，來補償水-空氣過渡產生的 оптическая 畸變。擁有這樣一種通用的“鰭定律”使射水魚能夠從陌生的角度和距離估計物體的絕對大小。我想知道射水魚是否也從事昆蟲學，透過視覺識別昆蟲來判斷它們是否美味，是否太大而無法食用或太小而不值得理會，或者它們是否蜇人。
最有可能的是，射水魚噴射水柱的時間至少與人類投擲石頭的時間一樣長，我懷疑早在我們的祖先在鐵器時代開始用熱金屬敲打砧板之前，鸚鯛就已經使用石頭砸開蛤蜊了。但是，魚類能否像我們在意外情況下需要即興發揮時那樣，自發地發明工具使用呢？2014 年 5 月，一項研究強調了大西洋鱈魚在圈養用於水產養殖研究時創新使用工具的一個例子。每條魚的背部靠近背鰭處都佩戴了一個彩色標籤，研究人員可以透過標籤識別每條魚。飼養池有一個自動餵食器，由一根末端帶有環的繩子啟用，魚很快就學會了，它們可以透過用嘴抓住環並拉動它來釋放一小塊食物。
顯然，一些鱈魚發現，它們可以透過將環鉤在標籤上並遊一小段距離來啟用餵食器。這些聰明的鱈魚透過數百次“測試”磨練了它們的技術——它變成了一系列精細調整的、目標明確的、協調的動作。它也展示了真正的改進，因為創新者能夠比用嘴取食快一瞬間抓住顆粒。魚類通常被期望與外部裝置互動來餵養自己已經夠令人印象深刻了，但有些魚類在這種情況下設計了一種使用標籤的新方法，這表明了魚類的靈活性和創造力。
魚類使用工具似乎僅限於少數魚類群體。澳大利亞魚類生物學家卡勒姆·布朗認為，鸚鯛尤其可能是魚類對哺乳動物中的靈長類動物和鳥類中的鴉科動物（烏鴉、渡鴉、喜鵲和松鴉）的回應，它們擁有比預期更多的工具使用例子。這可能只是因為水下生活提供的工具使用機會比陸地生活更少。但我們確實知道，唇齒魚和射水魚是進化在解決問題方面無限能力的典型例子，而且它們可能會在其他魚類中發現許多同類。