動物偽裝大師

人類並非唯一利用視覺欺騙來獲得優勢的物種

在澳大利亞和新幾內亞的森林中,生活著一種鴿子大小的生物,它不僅是建築大師,也是一位聰明的幻術師。大亭鳥(Chlamydera nuchalis)——烏鴉和松鴉的近親——有一種精心設計的求偶儀式,依賴於雄性創造強制透視的能力。

在整整一年中,雄鳥會精心建造和維護它的涼亭:一條60釐米長的樹枝通道,通向一個用灰色和白色鵝卵石、貝殼和骨頭裝飾的庭院。有些物種還會新增鮮花、水果、羽毛、瓶蓋、橡子、廢棄的玩具——任何它們能找到的彩色小飾品。雄鳥非常小心地根據大小排列物體,使最小的碎片最靠近涼亭入口,最大的物品最遠離入口。

這種精心設計的結構不是巢穴。它的唯一目的是吸引雌鳥交配。一旦建造完成,雄鳥會在庭院中為來訪的雌鳥表演,雌鳥——像一位挑剔的美國偶像評委一樣——從走廊中間評估這套程式。它唱歌、跳舞和昂首闊步,拋擲一些精選的小飾品來打動它潛在的伴侶。雌鳥的視角非常狹窄,因此她認為鋪在庭院中的物體大小均勻。這種強制透視使精選的貢品顯得更加宏大,因此也更具吸引力。


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這些貢品,以及雄鳥本身,由於視覺科學家稱之為艾賓浩斯錯覺效應而顯得比實際更大,這種效應會導致一個物體如果被較小的物體包圍,看起來會更大。2012年,生態學家勞拉·凱利和約翰·A·恩德勒(當時都在澳大利亞迪肯大學)證實,在昆士蘭州的大亭鳥中,雄鳥產生這些錯覺的能力在一定程度上可以預測它的交配成功率。

視覺欺騙在動物王國中並不罕見,這也許就是為什麼如此多的文化中都有關於騙子生物的故事——古希臘《伊索寓言》中的狼、平原印第安神話中的老郊狼和美國南方的布雷爾兔故事,僅舉幾例。但通常情況下,現實超越了虛構。亭鳥只是眾多經常使用視覺欺騙來維持生存和繁殖的動物之一。這些適應性支援了這樣一種觀點,即錯覺不僅僅是感知錯誤,而且還可以提供顯著的優勢。

有些動物像亭鳥一樣改變它們的環境,但許多其他動物會改變它們的外觀或行為來欺騙潛在的敵人或毫無戒心的獵物。在這裡,我們回顧一下動物用來改變外觀的三種主要錯覺——隱匿、偽裝和擬態——並考察每種錯覺中最引人注目的幾個例子。

偽裝

圖片來源:TODD BANNOR Alamy (燕尾蝶幼蟲);ROBERT THOMPSON Nature Picture Library (羽毛狀刺蛾幼蟲);ALEX HYDE Nature Picture Library (幽靈螳螂)

有些動物對捕食者的吸引力較低,因為它們看起來像熟悉的無生命或不可食用的物體。例如,巨型燕尾蝶(Papilio cresphontes)(左圖)的幼蟲偽裝成鳥糞,球網蜘蛛(Cyclosa ginnaga)也是如此。

羽毛狀刺蛾(Selenia dentaria)(中間)的幼蟲偽裝成樹枝。它不僅在顏色和形狀上像樹枝,而且還將自己保持在一個角度,很像寄主植物中實際樹枝的角度。同樣,夜鷹屬的鳥類,其羽毛呈樹皮色,透過在白天靜止不動地棲息來偽裝成樹樁。

少數物種具有靈活性,可以在周圍環境中匹配不同的令人厭惡的物體。墨魚,像它們的章魚親戚一樣,具有非凡的偽裝天賦,可以突然改變它們的皮膚顏色。它們可以很容易地將自己偽裝成岩石或海藻。胡椒蛾幼蟲(Biston betularia)也可以像變色龍一樣,改變它們的顏色以匹配附近不同的樹枝。

有些捕食者也利用這種技巧。幽靈螳螂(Phyllocrania paradoxa)(右圖)偽裝成枯葉來欺騙毫無戒心的蒼蠅。

隱匿

圖片來源:FRANS LANTING Corbis

有些動物融入周圍環境,以躲避捕食者的探測。這種稱為隱匿的技術依賴於其他動物未能察覺到欺騙者。(相比之下,偽裝和擬態生物並不難被發現,但看到它們的動物會將它們錯誤地歸類為另一個物種或無生命物體。)

隱匿動物,例如這隻模仿地衣的螽斯(右圖),有多種方式可以透過偽裝來避免被發現。由於它們皮膚或外骨骼中的破壞性顏色和圖案,許多生物有效地消失在背景中。其他生物也採用隱匿行為,躲藏在洞穴中或用沉積物覆蓋自己。

擬態

圖片來源:PAUL STAROSTA Corbis

眼斑——類似於脊椎動物眼睛的同心圓——在蛾和蝴蝶中普遍存在,但它們可以是小的和邊緣性的,也可以是大的和中心的。較小的眼斑可能會將捕食者的注意力從頭部或其他重要身體部位轉移開。較大的眼斑往往看起來像捕食者敵人的眼睛,這表明它們的作用是恐嚇潛在的攻擊者。

2014年,芬蘭于韋斯屈萊大學的生物學家塞巴斯蒂亞諾·德·博納和他的同事得出結論,是眼睛擬態——而不是眼斑的顯眼性——導致了捕食者的迴避。他們在一個電腦螢幕上向大山雀(Parus major)展示了各種影像,大山雀是以蝴蝶為食的鳥類。照片包括貓頭鷹(捕食大山雀),以及幾種不同的蝴蝶。其中一些蝴蝶圖片具有看起來自然的眼斑,另一些沒有,第三組顯示了數字操縱的斑點,這些斑點具有與真實斑點相同的顏色對比度,但看起來不太像眼睛。鳥類對擬態眼斑和貓頭鷹真眼的厭惡反應相當。它們對修改過的眼睛的反應不太強烈。

所謂的貝茨擬態是無害的生物,由於它們的聲音、外觀、行為或氣味,欺騙捕食者將它們誤認為是毒性或危險的物種。例如,食蚜蠅模仿蜜蜂的圖案和顏色。已經學會遠離痛苦蜇傷的捕食者會受到激勵而遠離這種擬態者。

更多探索

亭鳥求偶成功中的錯覺。 L. A. Kelley 和 J. A. Endler 發表於Science,第335卷,第335-338頁;2012年1月20日。

動物視覺錯覺和迷惑:感知視角的重要性。 L. A. Kelley 和 J. L. Kelley 發表於Behavioral Ecology,第25卷,第3期,第450-463頁;2014年5月-6月。

捕食者擬態而非顯眼性解釋了蝴蝶眼斑的功效。 S. De Bona, J. K. Valkonen, A. López-Sepulcre 和 J. Mappes 發表於Proceedings of the Royal Society: Biological Sciences,第282卷,第1806期,文章編號20150202;2015年5月。

偽裝。 J. Skelhorn 發表於Current Biology,第25卷,第15期,第R643-R644頁;2015年8月3日。

蘇珊娜·馬丁內斯-孔德 是紐約州布魯克林州立大學下城健康科學大學的眼科學、神經病學和生理學與藥理學教授。她是稜鏡獎獲獎作品《思維的詭計》(與斯蒂芬·麥克尼克和桑德拉·布萊克斯利合著)以及《錯覺的冠軍》(與斯蒂芬·麥克尼克合著)的作者。

更多作者:蘇珊娜·馬丁內斯-孔德

斯蒂芬·L·麥克尼克 是紐約州布魯克林州立大學下城醫療中心的眼科學、神經病學和生理學與藥理學教授。他與蘇珊娜·馬丁內斯-孔德和桑德拉·布萊克斯利合著了稜鏡獎獲獎作品《思維的詭計》。他們的即將出版的書籍《錯覺的冠軍》將由《大眾科學》/法勒、斯特勞斯和吉魯出版。

更多作者:斯蒂芬·L·麥克尼克
SA Mind Vol 27 Issue 2本文最初以“動物魔術師”為題發表於SA Mind 第27卷第2期 (), p. 18
doi:10.1038/scientificamericanmind0316-18
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