狐猴周:數字認知與隱藏的葡萄

看!科學線上狐猴認知系列的第二期。如果您錯過了第一期,您應該去看看杜克狐猴中心的賽博格狐猴。

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看!科學線上狐猴認知系列的第二期。如果您錯過了第一期,您應該去看看賽博格狐猴,它們來自杜克狐猴中心

有一些相當好的證據表明,數字認知在靈長類動物譜系中出現得相當,至少,如果不是在進化中更早。然而,關於非人類靈長類動物數字認知的大部分工作都集中在少數幾種猴子和猿類物種上。然而,包括狐猴在內的原猴亞目靈長類動物,在大約 4700 萬至 5400 萬年前從主要的靈長類動物譜系中分離出來。如果狐猴的數字能力與其它非人類靈長類動物(例如,獼猴或黑猩猩)的數字能力相似,那麼就有可能推斷出數字認知在狐猴、懶猴和嬰猴(原猴)分化之前就已經出現。直到幾年前,還沒有對狐猴的數字認知進行系統的研究。

好吧,杜克大學的伊麗莎白·布蘭農和她的同事們決定結束這種情況。他們在杜克狐猴中心對紅領狐猴(Eulemur mongoz)的數字認知進行了調查。


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為了解決這個問題,九隻參與實驗的狐猴觀看了實驗人員將葡萄放入它們圍欄地板上的一個綠色桶中。在一些實驗中,在實驗人員完成後,允許狐猴從桶內取出所有葡萄。然而,在其他實驗中,實驗人員將一些葡萄藏在桶底的隱藏隔間中,使它們無法取出。如果狐猴能夠數出它們觀察到被放入桶中的葡萄數量,那麼當它們遇到明顯的“丟失”葡萄時,它們應該會搜尋更長時間。

此圖表中的條形反映了完整取回實驗和部分取回實驗之間花費時間的差異。例如,第一個條形反映了在 2 顆葡萄的實驗中,當只有一顆葡萄可以取回(而第二顆葡萄隱藏在秘密隔間中)時,搜尋第二顆葡萄所花費的額外時間。

當可取回葡萄與預期葡萄的比率沿 1:2 的比率變化時,狐猴會花費額外的時間搜尋。這表明紅領狐猴能夠從數字上區分相差兩倍的集合。然而,當可取回葡萄與預期葡萄的比率沿 2:3 或 3:4 的比率變化時,它們並沒有花費額外的時間尋找。換句話說,即使它們看到 4 顆葡萄消失在桶中,例如,在只找到三顆葡萄後,它們就感到滿意並停止了搜尋。由此,我們可以推斷出,紅領狐猴無法從數字上區分相差 2:3 或 3:4 倍的物體集合

雖然這些資料有力地表明狐猴能夠區分 1:2,但不能區分 2:3 或 3:4 比率的集合,但必須考慮兩個混淆變數。

狐猴可能比視覺更依賴嗅覺,這會導致葡萄隱藏在秘密隔間中時搜尋時間更長。雖然這不太可能(考慮到 2:3 和 3:4 條件的結果),但在實驗中包含了一個額外的對照條件。在這種情況下,狐猴觀察到一顆葡萄被藏在桶中,並且允許它們取回同一顆葡萄。然而,有六顆葡萄先前藏在秘密隔間中,在狐猴的視線之外。如果它們使用的是嗅覺而不是視覺,它們應該會繼續搜尋隱藏的葡萄。事實上,它們沒有,這反映了狐猴使用視覺而不是嗅覺來計數和取回葡萄的觀點。

狐猴也可能使用一些與數量相關的變數,而不是數量本身,來跟蹤桶中的葡萄數量。例如,它們可能估計隱藏葡萄的體積,而不是隱藏葡萄的數量,這可能會導致葡萄取回的錯誤。為了解決這種可能性,狐猴觀察到實驗人員將兩個半個葡萄放入桶中(它們實際上被藏在秘密隔間中),然後狐猴能夠取回一個先前已經在桶中的完整葡萄。如果狐猴正在跟蹤隱藏葡萄的體積,那麼它們在取回完整葡萄後應該會感到滿意並停止搜尋。相反,狐猴繼續搜尋,推斷出整個葡萄一直都在桶裡,並認為兩個半個葡萄一定在某個地方。

總而言之,這些資料有力地表明,早期的原猴靈長類動物,如紅領狐猴,具有數字的心智表徵,並且它們能夠區分 1:2 比率的集合,但不能區分 2:3 或 3:4 比率的集合。這些早期靈長類動物擁有這些數字能力可能並不完全令人驚訝,因為在包括雞和魚在內的各種動物中也觀察到了類似的能力。

的確,數字認知是當今比較認知領域研究最為充實的領域之一。正如作者指出的那樣,未來面臨的主要挑戰將是嘗試確定用於數字的核心知識系統是出現得非常早並且在多個物種和門類中是相同的,還是由於相似的生態或社會壓力,在不同的譜系中多次趨同進化出現。

Lewis KP, Jaffe S, & Brannon EM (2005). 紅領狐猴 (Eulemur mongoz) 中的模擬數字表徵:來自搜尋任務的證據。動物認知, 8 (4), 247-52 PMID: 15660208

狐猴影像來源

Jason G. Goldman is a science journalist based in Los Angeles. He has written about animal behavior, wildlife biology, conservation, and ecology for 大眾科學, Los Angeles magazine, the Washington Post, the Guardian, the BBC, Conservation magazine, and elsewhere. He contributes to 大眾科學's "60-Second Science" podcast, and is co-editor of Science Blogging: The Essential Guide (Yale University Press). He enjoys sharing his wildlife knowledge on television and on the radio, and often speaks to the public about wildlife and science communication.

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