尽管动物无法挑选出精确的数字,但它们能够理解更多就是更多。从鸟类到蜜蜂,从狼到青蛙,动物使用数字来狩猎、寻找伴侣、返回家园等——研究人员认为,这种处理和表示数字的能力,即数值能力,在动物做出这些决策中起着重要作用,并影响动物的生存机会。
在3月30日发表在《生态学与进化趋势》杂志上的一篇评论中,德国蒂宾根大学的神经生物学家Andreas Nieder探讨了不同动物物种如何理解数字及其对生存的影响,他认为,除非我们直接研究数值能力,否则我们无法完全理解其影响。
有趣的是,我们现在知道数值能力几乎存在于动物生命树的每个分支上,Nieder通过与不同动物物种合作,探索训练动物如何区分和表示数字,以及数字在大脑中如何表示。不同的动物群体显然独立于其他谱系发展了这一特征,这强烈表明它必须具有适应价值。因此,区分数字的能力必须具有强大的生存和繁殖益处。
例如,蜜蜂在寻找食物时可以记住它们经过的地标数量,以便找到返回蜂巢的路。Nieder说:“蜜蜂和我们灵长类动物的最后一个共同祖先大约生活在6亿年前。但它们仍然进化出了数值能力,在许多方面与脊椎动物的数值能力相当。”
这也可以在动物选择大量食物而不是少量食物或在动物形成狩猎联盟中看到。
狼群在捕猎时,如果狼的数量与猎物的大小相匹配,它们更有可能成功:对于像麋鹿这样的猎物,只需要大约六到八只狼,而捕猎野牛则需要九到十三只狼的狼群。它们的猎物也使用这一概念来保护自己免受捕食者的侵害——麋鹿倾向于生活在较小的群体中,很少遇到狼,或者聚集在大群体中以减少个体成为猎物的可能性。Nieder说:“显然,它们在日常生活中的情况中评估其群体中的个体数量。”
此外,研究表明数值能力甚至在吸引伴侣中起作用。例如,雄性青蛙通过“广告”叫声来吸引雌性。雌性根据叫声的复杂性选择雄性,选择在交配叫声中发出最多“chucks”的雄性。即使在吸引伴侣后,像黄粉虫甲虫和牛鸟这样的物种也使用数值能力来增加后代的概率。
尽管动物中存在许多数值能力的例子,但这一主题并未得到许多一手研究。Nieder说:“许多这些在野外的行为发现通常是其他研究问题的副产品或偶然发现。”研究人员确实对动物数值能力的规则有一些了解,包括它们大约计算而不是具体计算,以及两个数字需要更大差异才能区分它们——这些能力似乎是适应性的。然而,Nieder认为需要进行更多研究以完全理解数值能力的选择压力和适应性回报。
他还表示,为了理解数值能力如何驱动与适应性相关的决策,更好地理解感知规律和数值能力背后的认知和神经机制非常重要。为此,明年,Nieder和他的实验室将转向研究动物大脑和神经元如何处理数字。他说:“我希望我能鼓励行为生态学家在野外专门探索数值能力,并在这样做的同时,也开辟新的研究领域。”