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
你是否曾在森林中漫步時心想:“該死,這裡真吵……真的很難聽清別人在說什麼?” 好吧,也許正是這樣促使分別來自哈佛大學和加州大學戴維斯分校的Terry J. Ord和Judy A. Stamps開始研究蜥蜴的鍛鍊習慣。
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你可能會問:蜥蜴的健美操和交流有什麼共同之處?
嘈雜的環境使得動物很難探測到遠處的交流訊號。在這種情況下,“噪音”不是指聽覺噪音,而是指視覺噪音。這樣想一下。如果你是一隻蜥蜴,你想和另一隻蜥蜴交流,你可能會用你的身體進行視覺交流。如果你是接收資訊的蜥蜴,你的視野中可能會有很多運動——畢竟,你在森林裡,那裡有很多其他動物,樹葉和樹枝在風中搖曳等等。如果你沒有注意到傳送資訊的蜥蜴,你需要某種方法來意識到它正試圖引起你的注意,以便從你視野中的所有其他運動中挑選出你同伴的動作。
這有點像你在聚會上,背景中有很多對話,音樂在播放,你正在和性感的調酒師調情……聚會主人想要宣佈一些事情,她會怎麼做?她會用叉子敲擊玻璃杯,試圖引起大家的注意,讓他們忽略環境噪音。然後她開始演講。
好吧,生活在波多黎各山區的Anolis蜥蜴已經進化出類似的機制來引起其他蜥蜴的注意。它們可能想說“嘿!那是我的石頭,你坐在上面了”,或者“你鱗片狀的身體讓我感到興奮!”
科學家經常觀察到動物在使用“宣告”呼叫之後才開始傳遞它們的真實資訊。鳥類的領地叫聲中通常有介紹性的音符;青蛙的交配叫聲以低頻的呱呱聲開始,郊狼通常在開始它們特有的嚎叫之前會吠叫。然而,情況是資訊並非總是以宣告開始。那麼動物何時使用宣告,何時直接開始它們的演講呢?應該注意的是,動物使用宣告——無論是視覺的還是聽覺的——可能是非常危險的,因為它也可能向捕食者發出訊號,表明午餐已經準備好了。就像一個視覺晚餐鈴。(有一種蝙蝠對一種青蛙的交配叫聲非常敏感。對於準備交配的雄性青蛙來說,這是個壞訊息。)
Ord和Stamps觀察到“雄性蜥蜴……透過動態的視覺展示向鄰居和入侵者宣示領地所有權,這些展示包括物種典型的點頭和彩色喉扇的伸展。” 有時,它們在開始典型的點頭序列之前,會先用誇張的四肢俯臥撐開始它們的展示。
假設是宣告有助於接收資訊的動物檢測訊號,就像叉子敲擊玻璃杯有助於聚會上檢測訊號一樣。但這個假設很少得到證實。此外,考慮到動物有時才使用宣告,你可能會認為宣告的加入可能與環境噪音的增加有關。當環境“更吵鬧”(在這種情況下是視覺上更吵鬧)時,你可能會期望更頻繁地使用宣告。
如果蜥蜴的俯臥撐確實是為了吸引不專心的蜥蜴的注意力,並且如果做蜥蜴俯臥撐是有代價的(能量消耗、吸引捕食者的注意力),那麼蜥蜴應該只在必要時才做俯臥撐。
首先,他們進行了一項常規的舊式自然觀察研究。觀察了26只雄性蜥蜴,它們都有相鄰的雄性蜥蜴,並且都與傳送資訊的蜥蜴保持視線接觸。在所有展示中,有多少是以俯臥撐開始的,俯臥撐在何時使用?棲息地光線的波動、視覺噪音的增加以及與鄰居的平均距離都預測了介紹性俯臥撐的加入(並解釋了60%的方差)。想觀看一段蜥蜴做俯臥撐並炫耀其喉扇的影片嗎?
然後,他們製造了蜥蜴機器人。會做俯臥撐的。鍛鍊型機器人蜥蜴。
好吧,它們實際上是這樣的
有時機器人蜥蜴在不做俯臥撐的情況下點頭。有時它們在點頭之前做俯臥撐。有時它們在點頭之前展示喉扇。重要的是,這個特定的蜥蜴物種從不使用喉扇作為宣告(儘管其他物種會這樣做)。研究人員加入這個條件是為了檢驗以下假設:任何在展示開始時的高速運動都可以作為宣告發揮作用。
正如預期的那樣,高速的介紹性動作大大減少了接收資訊的蜥蜴關注機器人蜥蜴所需的時間。在弱光下,當展示以宣告開始時,蜥蜴更快地轉向面對機器人。它們是否使用俯臥撐或喉扇並不重要——這表明警報更普遍地吸引注意力,但不影響主要資訊。在強光下,有宣告和沒有宣告的展示之間沒有區別。
結果中出現了一個令人困惑的發現:為什麼當在弱光下使用警報訊號(俯臥撐、喉扇)時,蜥蜴比在強光下更快地關注機器人?即使與沒有警報的資訊相比,預先的資訊宣告會增強弱光下的訊號檢測,但你仍然會期望在更有利的條件下,帶有警報的資訊會被更快地檢測到。然而,情況並非如此。Ord和Stamps推測,也許蜥蜴在弱光條件下更密切地監視它們的同類,可能是因為在弱光下更難注意到行為變化。
為了解決這個問題,進行了一項後續實驗。將一隻靜止的機器人蜥蜴放在其他蜥蜴的視野中,同時放置一個對照物(一堆樹葉,其質量和表面積與蜥蜴大致相同)。蜥蜴會比對照物更頻繁地看靜止的蜥蜴嗎?答案是肯定的。而且這種模式在弱光條件下被誇大了。蜥蜴在弱光條件下比在強光條件下更頻繁地監視它們的同類。
因此,警報訊號的進化可能很普遍,但仍然很大程度上未被研究。有必要進行更多的研究,並在其他動物中進行研究。如果警報訊號在其他物種中以類似的方式使用(在噪音增加或環境條件惡劣的情況下增加),那麼這將是動物交流中功能趨同的一個非常棒的例子,它跨越了訊號模式(聽覺和視覺)以及分類邊界(例如,青蛙、蜥蜴、鳥類、哺乳動物)。
Ord TJ, & Stamps JA (2008)。警報訊號增強“嘈雜”環境中的動物交流。《美國國家科學院院刊》,105 (48), 18830-5。PMID:19033197