乌鸦到底有多聪明? - 知乎
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乌鸦有多聪明?
鸟纲动物动物进化生物学乌鸦鸟类学乌鸦到底有多聪明?看过很多关于乌鸦的记录片。
里面讲述一些生活在大城市里的乌鸦甚至能学习使用工具。
利用红绿灯的时机让车子帮忙打开坚硬的果实。
乌鸦为什么能变得这么聪明?他们…显示全部关注者571被浏览611,456关注问题写回答邀请回答好问题8添加评论分享66个回答默认排序小叶叔叔2017新知答主关注1,453人赞同了该回答2005年加拿大麦吉尔大学的科学家LouisLefebvre曾经总结75年内世界各国发表的鸟类学论文,从2000次鸟类取食策略和学习行为的案例中,总结发现,智商最高的一个类群就是雀形目鸦科鸟类(NaturalSciencesAndEngineeringResearchCouncil,2005)。
其中的佼佼者就是新喀鸦(Corvusmoneduloides),这种乌鸦不仅记忆力很强,具有发达的社会网络结构,而且还因为其善于使用和制作工具而闻名,也是科学家非常关注的一个物种,其智商堪比众多的非人灵长类。
新喀鸦,图片:http://wikipedia.org这种乌鸦分布于太平洋西南部的新喀里多尼亚岛以及附近的小岛上。
新喀鸦的分布,图片:http://focusingonwildlife.com让我们来看新喀鸦都有哪些本领:乌鸦的本领,绘图:小叶叔叔1制造和使用工具(1)制作带钩的木棍新喀鸦会用喙部制作带钩状的小木棍,然后利用这个小木棍可以将树干缝隙或者小树洞里面的昆虫钩出来(Hunt,2000)。
(2)制作长条状的叶片新喀鸦会撕开具有锯齿的露兜树(Pandanustectorius)叶片,形成长条状,利用这个长叶片深入树干缝隙或者小树洞,把昆虫“钓”出来(Hunt,1996)。
(3)制作“铁钩”获取食物科学家在一个透明管里面放置藏着食物的小桶,给了新喀鸦很多笔直的长条状铁丝,新喀鸦会弯曲铁丝,制作“铁钩”,然后勾起放在管子的小桶获取食物(Weiretal.,2002)。
图片:Weiretal.,2002(4)砸碎坚果新喀鸦为了吃坚果,会在空中将坚果落下摔碎,而且为了提高坚果落在石头上成功率,它会利用树杈,把坚果放在树杈上,然后推着坚果落地,保证每个坚果都准确落在地面的石头上(Huntet.al.,2002)。
2保管工具新喀鸦制作一个工具(比如带钩的棍子)可能会花费几分钟时间,制造好工具以后常常不舍得丢弃,利用工具非常谨慎。
科学家在一截树枝打一排孔,并放置食物,让新喀鸦利用工具取食。
研究发现,新喀鸦利用棍子取出一个食物,进食时候,没有“袋子”放下工具怎么办?聪明的新喀鸦会把工具踩在脚下或者放在小孔洞里面“保管”,保证工具的安全,防止其掉落地上,下一次利用工具取食时候方便拿取(Klumpetal.,2015)。
3逻辑推理(1)“乌鸦喝水”大家小学时候都学过“乌鸦喝水”的故事,一只乌鸦口渴,四处找水,突然发现一个瓶子里有水,但是够不着,聪明的乌鸦把周围石子捡起丢进瓶子,升高了水位,顺利喝到了水。
科学家对新喀鸦的研究发现,在一个透明的瓶子里装上部分水,水面漂浮一只乌鸦爱吃的虫子,乌鸦够不到。
瓶子周围放置很多石头,新喀鸦很快地叼起石头塞进瓶子把水填满,使虫子上升,顺利吃到虫子。
“乌鸦喝水”的”故事仅限于笼养情况下,而且是为了食物,不是喝水。
野外的乌鸦一般情况下不会费这么大劲从瓶子里喝水,它们可以从水源地直接喝水。
乌鸦喝水,绘图:小叶叔叔不仅仅如此,科学家还设计了6个实验进行测试(Jelbertetal.,2014),发现:a)新喀鸦知道往水里丢石头可以让水面上升,往沙子里丢石头没用(图A);b)可以区分轻重的物块,知道轻的物块没用(图B);c)可以区分实心和空心的物块,知道空心的效果不好(图C);d)会在高水位和低水位之间做出选择(图E)图片:Jelbertetal.,2014图片:Jelbertetal.,2014(2)逻辑思维新喀鸦具有超强的逻辑思维能力,科学家做了下图的实验(Tayloretal.2007),新喀鸦顺利完成:a)新喀鸦需要收起绳子,把绳子上的小木棍取下来;b)利用短木棍从图2的盒子里取出长木棍;c)利用长木棍取出图3中的食物,这货在非常短的时间内就学会了这个技能。
图片:Tayloretal.2007科学家还设计了下面一个实验,需要8个步骤,新喀鸦居然也能完成(Tayloretal.,2010)。
a)需要把短木棍从绳子上取下来;b)利用短树枝取取图2,图3,图4中的石头;c)将2,3,4中勾取的石头放入一个最右边的盒子,由于重力作用,可以把长木棍从盒子中取下(5,6,7);d)利用长木棍把8中的食物取出。
图片:http://dailymail.co.uk新喀鸦还知道识别镜子中的的自己,并且通过镜子找到隐藏的食物。
除了新喀鸦之外,还有很多高智商的乌鸦,比如夏威夷乌鸦(C.hawaiiensis),渡鸦(C.corax),秃鼻乌鸦(C.frugilegus)等。
为啥这些乌鸦能够这么聪明呢?科学家们给出了一些可能的解释(DiamondandBond,1999;Emery,2004):(1)相对体型,较大的脑容量:科学家发现,脑容量大小和使用工具的能力是成正比的,当然智商还涉及到脑神经元的数量,神经连接以及脑皮层的褶皱程度等;(2)复杂社会网络:这些鸟儿拥有发达的社会网络关系,互相学习能力强;(3)多变的环境:鸦科鸟类则全世界都有分布,适应了各种复杂的环境;(4)杂食性:这些鸟儿都不挑食,昆虫,谷类、果实都吃。
参考文献:Diamond,J.&Bond,A.B.Kea,birdofparadox:theevolutionandbehaviorofaNewZealandParrot.Berkley,CA:UniversityofCaliforniaPress.1999.Emery,N.J.Arecorvids‘featheredapes’?Cognitiveevolutionincrows,jays,rooksandjackdaws.InComparativeanalysisofminds(ed.S.Watanabe),pp.2004,181–213.Tokyo,Japan:KeioUniversityPressHuntG.R.ToolusebytheNewCaledoniancrowCorvusmoneduloidestoobtainCerambycidaefromdeadwood.Emu-AustralOrnithology,2000,100(2):109-114.HuntG.R.Manufactureanduseofhook-toolsbyNewCaledoniancrows.Nature,1996,379(6562):249.Hunt,G.R.,Sakuma,F.andShibata,Y..NewCaledoniancrowsdropcandle-nutsontorockfromcommunally-usedforksonbranches.Emu,2002,102:283-290.JelbertS.A.,TaylorA.H.,ChekeL.G.,etal.UsingtheAesop'sFableparadigmtoinvestigatecausalunderstandingofwaterdisplacementbyNewCaledoniancrows.PloSone,2014,9(3):e92895.KlumpB.C.,vanderWalJ.E.M.,StClairJ.J.H.,etal.Context-dependent‘safekeeping’offoragingtoolsinNewCaledoniancrows.Proc.R.Soc.B.TheRoyalSociety,2015,282(1808):0278.NaturalSciencesAndEngineeringResearchCouncil."BirdIQTestTakesFlight."ScienceDaily.ScienceDaily,24February2005.http://www.sciencedaily.com/releases/2005/02/050223163906.htmTaylorA.H.,ElliffeD.,HuntG.R.,etal.ComplexcognitionandbehaviouralinnovationinNewCaledoniancrows.ProceedingsoftheRoyalSocietyofLondonB:BiologicalSciences,2010,277(1694):2637-2643.TaylorA.H.,HuntG.R.,HolzhaiderJ.C.,etal.SpontaneousmetatoolusebyNewCaledoniancrows.CurrentBiology,2007,17(17):1504-1507.WeirA.A.S.,ChappellJ.,KacelnikA.ShapingofhooksinNewCaledoniancrows.Science,2002,297(5583):981-981.编辑于2017-05-0110:29赞同1453174条评论分享收藏喜欢收起biokiwi生物学话题下的优秀答主关注32人赞同了该回答本回答节选自文章(原文与其他回答有重复):聪明的乌鸦不仅能喝到水,还会密室逃脱?-biokiwi的文章-知乎https://zhuanlan.zhihu.com/p/145903207高赞回答@小叶叔叔提到了很多乌鸦聪明的表现,我们这里就只能做一些补充,并且给大家补充一些近两年的科研进展,和对乌鸦那么聪明的原因的假设。
乌鸦还会给自己找乐子说是找乐子,其实是一种自我探索的能力:“娱乐”对于一辈子基本上只有生存和繁衍的动物来说,那可是“奢侈品”:如果费力去做的一些事情,结果并没有带来什么实质性的帮助,不仅没什么用,可能还会影响自己的生命。
而人类就会沉浸在一些并不一定可以得到实质性结果的事情上,比如生科狗做了五年实验最后还是延毕了,当然也可能是最后发了SCI论文。
又或者是正刷着手机看到这篇文章的你,你肯定不知道这篇文章对你未来有什么帮助。
可是动物会去花这种“没意义的时间”吗?有研究者设计了个实验:给一些“玩具”给新喀鸦玩,它们可以自由探索这些“玩具”,虽然其实是一些简单的机关(比如把方块塞到管道里,会打开下面的格子),但是机关里没有食物。
研究者给的玩具,比如有左图一样的方块,不同的标记(点或者横线)对应轻或者重;或者右图一样的绳索,颜色对应了是硬的或者软的(图源:LambertML,etal.)而在玩了十分钟后,把食物放进这些“玩具”机关里,有超过半数的新喀鸦可以利用“玩具”取出食物。
相反,对照组没有玩过“玩具”的新喀鸦就很难取出食物。
这似乎就说明了新喀鸦可能会有这种主动探索未知的能力。
而且还有很多搞笑视频展示了乌鸦怎么戏弄猫猫狗狗,或者在屋顶上滑雪等等,这些行为对于它们确实没什么实质作用,它们怎么就能学会呢?这个问题的答案还有待解答。
比如虽然可能没有“乌鸦坐飞机”,但却有“乌鸦坐野猪”的操作(图源:SME)而除了新喀鸦还有好多鸟类都会使用工具展现出了自己的“超高智力”,比如夏威夷乌鸦(已野外灭绝)、加拉帕戈斯啄木鸟等等。
但是它们为什么会这么聪明呢?我们收集了一些科学家们的猜测,大家可以一起想一想(都没具体结论,你要是有自己的想法不妨下面评论谈一谈):它们脑子比较大人相较于其他动物非常特别,重要原因之一就是大脑体积很大。
所以很多科学家第一反应就是从这个角度猜测:和人类一样会使用工具的新喀鸦,是不是也是脑子很大呢?通过和其他鸟类的比较发现新喀鸦确实大脑大很多,而且其中中皮质(mesopallium)显得比较突出,这一区域也是一个复杂的脑区,可能和行为有关。
同时科学家还猜测和小脑(控制身体动作平衡,毕竟只能用嘴和脚操作工具)、纹状体(nidopallium,也是和运动、认知相关的重要区域)的大小有关。
鸟类的nidopallium有点类似于我们说的前额叶,都是和认知、学习、记忆相关的重要区域(图源:pngsucai.com)不过问题又来了,既然和脑的大小有关,那黑猩猩的大脑还是乌鸦的25倍大呢,怎么没见得有聪明多少呢?一方面大脑大小和身体大小也有关系,人的大脑和大象、蓝鲸比其实也小了点;另一方面有研究发现鸟类大脑的神经元比灵长类更密集,也就是说如果是一样大的脑子,鸟里面的神经元数量大概是猴子的两倍多。
特殊的环境形成的自然选择科学家还发现一个规律:好像那些生活在小岛上的鸟类就格外聪明(比如新喀鸦就是在太平洋小岛上发现的)。
有研究调查了1900多种鸟类,发现鸟类大脑大小和是否生活在小岛上确实有一定的联系。
从大陆到岛屿,鸟类怎么就变聪明了呢?(图源:SayolF,etal.)但这其中的具体原因还是只能猜测:可能是因为岛屿的环境相比于大陆更加变化多端,所以更大的大脑,具有更复杂的行为,可能有助于鸟类在这样的复杂环境活下来。
这么想好像人类也是因为离开森林,在不断追逐与被追逐中,获得了大脑的进化呢。
(不过这些都是假说,虽然比较靠谱)社会交流与学习显然要学会怎么用工具,是需要新喀鸦之间的交流和学习的。
科学家给新喀鸦又派了一个任务——“造假钞”:先让它们学会用纸片丢进科学家自制的“自动零售机”里,就可以得到食物;之后再让它们知道要用特定大小的“纸钞”才能从“自动零售机”买到吃的;最后,把完整的纸片丢给新喀鸦,大多数新喀鸦(75%)可以把纸片撕成“纸钞”的大小,来给自己买吃的。
左图展示了它们撕出来的“假钞”和给定的特定纸片(最左列),可见这个“假钞”还凑合;右图是正在“造假钞”的新喀鸦(图源:JelbertSA,etal.)这说明它们存在的一种学习机制——模板配对(mentaltemplatematching),即在知道一个模板之后,就知道了怎么照着模子做出第二、第三个工具。
也许它们可以在路边捡到一根小树枝工具,依葫芦画瓢也就做出了其他的工具。
不过可能存在的学习机制应该也不止是这一种。
参考资料:LambertML,SchiestlM,SchwingR,etal.FunctionandflexibilityofobjectexplorationinkeaandNewCaledoniancrows[J].RoyalSocietyopenscience,2017,4(9):170652.AnnaleeNewitz.Scientistsinvestigatewhycrowsaresoplayful.https://arstechnica.com/science/2017/10/scientists-investigate-why-crows-are-so-playful/IwaniukAN.Theevolutionofcognitivebrainsinnon-mammals[M]//Evolutionofthebrain,cognition,andemotioninvertebrates.Springer,Tokyo,2017:101-124.SayolF,DowningPA,IwaniukAN,etal.Predictableevolutiontowardslargerbrainsinbirdscolonizingoceanicislands[J].Naturecommunications,2018,9(1):1-7.JelbertSA,HoskingRJ,TaylorAH,etal.MentaltemplatematchingisapotentialculturaltransmissionmechanismforNewCaledoniancrowtoolmanufacturingtraditions[J].Scientificreports,2018,8(1):1-8.发布于2020-06-0420:54赞同321条评论分享收藏喜欢收起
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