本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。
這對某些人來說可能有些費解,但我剛剛花了兩天時間聽取了有關社會性昆蟲的講座並與研究人員進行了會面。這很棒。我參加了在倫敦大學皇家霍洛威學院舉行的IUSSI會議。IUSSI是“國際社會性昆蟲研究聯盟”,儘管他們似乎也允許研究社會性蜘蛛的人加入(如果你問我,這是一種很好的包容態度)。這次會議專門為英國和西北歐洲的研究人員舉辦,人數之多令人驚訝。講座真的很棒,分享了很多近期使用社會性昆蟲進行的研究,我想在這裡分享我第一天活動的亮點。
第一天我最喜歡的講座之一是 Elli Leadbeater 的講座,她介紹了主要由 Erika Dawson 進行的研究。我之前寫過關於猴子和鯨魚中的“社會學習”,其中一個動物可以透過觀察另一個動物(通常是同一物種)來學習某些東西。
Dawson 和她的同事們特別研究了“社會學習”中是否真的存在任何“社會”因素,或者它是否可以用與其他型別學習相同的機制來解釋。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
在最簡單的學習形式中,即聯想學習,動物學會將特定的刺激(例如特定的顏色、氣味或聲音)與獎勵(通常是食物)聯絡起來。這方面的經典例子是巴甫洛夫的狗,它們學會了將節拍器的聲音與食物聯絡起來。當巴甫洛夫隨後發出節拍器的聲音時,即使沒有食物,狗也會流口水。
巴甫洛夫隨後將其進一步發展為“二階條件反射”。在這裡,動物學會將其他東西,例如在巴甫洛夫的狗的例子中是黑色正方形,與節拍器(已經與食物聯絡在一起)聯絡起來。然後,狗會對黑色正方形做出流口水的反應,即使它們從未直接將其與食物配對。
Dawson 等人最近的研究發現,二階條件反射實際上可以解釋社會學習。此前已經證明,熊蜂能夠觀察其他蜜蜂從哪裡獲取食物(糖水),然後模仿它們。例如,如果一隻蜜蜂看到兩朵花,紅色和藍色,並且有一些蜜蜂在紅色花上覓食,那麼當第一隻蜜蜂在紅色和藍色之間進行選擇時,它會去紅色花,只是透過模仿它所看到的蜜蜂。
這看起來非常令人印象深刻。然而,研究人員表明,蜜蜂是透過已經瞭解到其他蜜蜂與獎勵(糖水)相關聯來解決這個問題的。由於蜜蜂的巢穴同伴通常會去有食物的人工花朵,所以觀察它們的蜜蜂剛剛學會了我的巢穴同伴=食物,現在我的巢穴同伴在(紅色)花朵上,所以紅色花朵=食物。
研究人員透過讓蜜蜂在不同的“處理”組中學習不同的東西來證明這一點。首先,一些蜜蜂被訓練學會當它們看到覓食器上有蜜蜂時,這些覓食器裡有美味的糖水。當這些“觀察者”蜜蜂在“測試”場景中觀察其他蜜蜂時,它們會選擇它們所看到的這些蜜蜂所在的花朵顏色。
然而,在另一個處理組中,蜜蜂接受的訓練是,當它們看到覓食器上有蜜蜂時,這裡面會充滿令人不快的物質——奎寧。相反,沒有蜜蜂的覓食器才是它們想要的,有糖水。現在,當這些蜜蜂有機會觀察兩種不同顏色的花朵上的蜜蜂時,它們會避開它們所看到的蜜蜂所在的花朵顏色——它們已經學會將蜜蜂與令人不快的奎寧聯絡起來,而不是糖水。
為了真正明確地表明發生了什麼,研究人員設定了第三組蜜蜂,這些蜜蜂沒有接受任何訓練。它們像其他處理組一樣被允許訪問覓食器,裡面有奎寧和糖水,但沒有蜜蜂,這意味著它們沒有機會學習蜜蜂和食物之間的聯絡。當這些蜜蜂在與其他蜜蜂相同的設定中進行測試時,它們沒有選擇它們所看到的蜜蜂所在的花朵顏色,也沒有選擇其他顏色。
因此,這個簡單的實驗清楚地表明,從另一種動物那裡學習可以像兩種學習的聯絡(所謂的二階條件反射)一樣簡單。
因此,任何能夠學習二階條件反射的動物(大量的動物)在適當的情況下也應該能夠透過觀察其他個體來學習。這讓人質疑所謂的“更聰明”的動物(如靈長類動物)是否也在使用相同的機制來相互學習。我敢打賭,明年會有一項研究讓我們知道答案。
圖片來源
長尾猴:Erica van de Waal
伊萬·巴甫洛夫:版權已過期
熊蜂:Penny Metal
參考文獻
Dawson, E. H., Avargues-Weber, A., Chittka, L., & Leadbeater, E. (2013). Learning by Observation Emerges from Simple Associations in an Insect Model. Current Biology, 23, 1-4. http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2013.03.035