一條人造海鰻在愚弄一條石斑魚。圖片來源:Alexander Vail
對於自己意識到魚比之前預想的更聰明,Redouan Bshary仍記憶猶新。1998年,Bshary還是位年輕的行為生態學家。那時,他有一個夢想:在埃及紅海浮潛,觀察巖礁魚類的行為。當時,他正在觀察一條脾氣暴躁的石斑魚接近一條巨型海鰻時的情景。
作為該水域的兩種頂級捕食者之一,人們預計石斑魚和海鰻可能會為食物競爭並避開彼此,但Bshary看到它們合作捕獵。這種意料之外的合作讓他十分驚訝,如果不是嘴裡含著氧氣管,他可能會驚呼。
這次水下觀察是Bshary一系列有關魚類社會行為驚人發現的第一步。他發現,魚類不僅可以彼此發出信號且進行跨物種合作,它們也會欺騙、安慰或懲罰彼此,甚至展示對自身名望的擔憂。「我一直十分尊重魚類。」Bshary說,「但這些相繼被發現的行為讓我十分意外。」
這些成果也打破了魚類是啞巴生物,只能進行最簡單行為的陳舊觀念,並且在不同領域挑戰了行為生態學。靈長類動物研究專家宣稱,合作等類似人類的行為是猴子和猩猩等動物的特有行為,這有助於推動靈長類動物大腦的進化。而Bshary給了這些科學家反思的理由。
「Redouan給我們靈長類動物學家下了戰書。」瑞士蘇黎世大學猩猩文化專家Carel van Schaik說,「他讓我們意識到,一些我們對靈長類動物智力的解釋根本站不住腳。」
遊弋的魚兒
Bshary的童年在德國施塔恩貝格度過,他喜歡在花園旁邊的溪水中嬉戲和捕魚。由於對動物行為十分感興趣,他選擇在慕尼黑大學學習進化生態學,並在馬普學會行為生理學研究所獲得博士學位。他曾到訪象牙海岸,追蹤生活在樹上的猴子,並發現不同種群之間也存在合作關係,以減低被捕食風險。
他的博士導師Ronald No?觕認為追蹤在樹梢來回跳躍的猴子幾乎不可能,但Bshary似乎是這方面的天才。有時,Bshary甚至會披上豹皮,偽裝成捕食者。一個問題令他著迷:當標準自然選擇可能讓自私行為變成常態時,是什麼讓這些動物進行合作?
現就職於法國休伯特·居裡安跨學科協會的靈長類動物行為生態學家No?觕提出了一個合作的生物學市場基礎理論。該理論認為,動物會通過合作以一個特殊物品(例如食物)交易一種服務,這將提高它們的生存機率,例如防範捕食者。「這是一個有趣的理論,但沒有有力的數據支撐它。」Bshary說。
於是,他四處尋找能夠支持市場理論的體系,並最終發現了一個。當時,馬普學會魚類生態學家Hans Fricke告訴他,一個巖礁魚類存在非凡合作體系的有趣故事。斑條隆頭魚等「清潔魚」會在一個清潔站點為「客戶魚」輕輕咬下皮膚上的寄生蟲。Bshary意識到,這為市場理論提供了完美證據,因為客戶魚似乎利用食物(寄生蟲)交易皮膚清潔服務。他決定開始研究巖礁魚類。
但有一個小問題,Bshary從未潛過水。他在冬季的施坦貝爾格湖進行了第一節潛水課,然後出發來到紅海,並在埃及穆罕默德國家公園安營紮寨。
與幾個學生一起,Bshary一年中會花費兩個月露宿在炎熱的海灘上,吃水果和蔬菜,每天進行兩次75分鐘的潛水。「清晨,他一醒來,就立刻穿上潛水服,跳到海中。」他的學生、瑞士蘇黎世大學研究員Erica van de Waal說。全副武裝的Bshary追蹤了客戶魚,並觀察了它們與清潔魚間的互動。很快,他就收集到良好市場的證據。「於我而言,這些體系就是一座金礦。」Bshary說,他挖掘到了許多「黃金」。
例如,他發現,魚類不僅會用寄生蟲交易皮膚清潔服務,清潔魚也會違背交易原則。與吃寄生蟲相比,它們實際更喜歡覆蓋在魚皮上具有保護作用的黏液,有時清潔魚會迅速咬上一口。
市場理論預測,如果周圍有許多顧客,清潔魚會享受賣方市場,咬黏液的機率就更高。這就像在沒有競爭者的小城鎮裡,一個汽車機修工可能不會因提供劣質服務而受懲罰。Bshary發現這一假設是真的,而且買方也會進行反抗。因為一些客戶會在大面積區域裡遊蕩,它們可能會聯合抵制一些提供劣質服務的清潔站點。
從觀察到實驗
在收集到市場理論證據的同時,Bshary還觀察到之前從未被發現的其他一系列魚類社會行為。他發現,不滿意的顧客有時會懲罰存在欺詐行為的清潔魚,四處追趕它們。這種懲罰能降低欺詐行為發生機率。
而且,清潔魚也會竭力討好某些顧客:它們會優先為石斑魚等進行服務,而非那些體形較小的當地魚,後者幾乎沒有選擇其他地方的權利。他還發現,當周圍有潛在客戶觀察時,清潔魚出現欺詐的機率也更低。它們認為這會影響其聲譽。另外,如果清潔魚行為不良,它們會用腹鰭為生氣的「顧客」輕輕按摩背部。
Bshary需要一套試驗設備來測試魚的行為。因此在2003年,他在利澤德島研究站開展了實驗工作。但他在世界另一端也有一份工作:最初是英國利物浦大學,現在是瑞士納沙泰爾大學。
在接下來的幾年裡,Bshary在野外礁石中捕捉魚類,並在整個實驗期間將它們豢養在容器內,之後釋放它們。他通過在可移動的塑料基板上放置這種魚喜歡的明蝦和它們不太喜歡的碎魚肉,模擬了清潔魚在寄生蟲和黏液間的選擇。在該實驗中,如果清潔魚選擇明蝦,這些基板將被撤走,就像黏液被咬過於頻繁,顧客魚也會遊走一樣。因此,清潔魚也學會了合作,並開始吃碎魚肉。
此類實驗需要耐性:一些魚可能需要一個月才能適應水缸。用這種方法,Bshary證實其在野外觀測到的所有行為均能在實驗條件下重複。而且他發現,魚的社會生活甚至擁有更多奇異因素。在一個實驗中,他發現當清潔魚以雌雄搭配進行工作時——這在自然界時常發生,它們出現欺詐的機率比單獨工作時要低。而原因主要是,如果雌魚懈怠,它們會遭到雄魚的懲罰。
或許,涉及整個人造珊瑚礁和人造海鰻的研究是最具想像力的實驗。博士研究生Alex Vail將珊瑚碎石黏在一起,並將它們放在浴缸大小的容器內。然後,Vail列印了海鰻模型,並附上尼龍線便於控制。
使用這一裝置,該研究小組探索了1998年Bshary發現的一種令他十分震驚的魚類行為:石斑魚和海鰻能合作捕獵。他們發現石斑魚會向海鰻發出信號,要求它們向人造礁石靠攏。
Bshary積累了一系列充足證據證明魚類會進行一系列社會行為,而且他假設所有這些均是簡單進化的結果。自然選擇偏愛能夠學習的魚類,通過簡單結盟,讓它們能更有效地擺脫寄生蟲或獲得食物。
同時,Bshary等人發現魚類也有倒序理解的能力。「倒序學習被認為是一般認知能力的黃金標準。」van Schaik說,但人們認為這種複雜技能與大腦尺寸有關。「大腦較小的魚也能做好,或許我們應該摒棄這一理論了。」
未來智力測試
不過,英國牛津大學進化心理學家Robin Dunbar表示:「現在該我們了。」Dunbar目前承認更大的腦的進化並非由合作或欺騙等簡單的智力行為的需要所驅動。但他表示,這並不代表社會大腦理論應被摒棄,只是需要修改。
馬普學會進化人類學研究所進化心理學家Michael Tomasello將球拋給了Bshary,要求他展示魚類實際有多麼聰明。「或許最大的問題是,魚類的認知實際有多靈活和普遍。」他說,這也是Bshary計劃在未來魚類智力測試中檢測的東西。
2009年,魚類大腦的秘密被深化。當時Bshary研究團隊偶然路過利澤德島的一個巖礁棲息地,這裡魚類相對較少,因此競爭和社會複雜程度也相對較低。而讓Bshary驚訝的是,這裡的清潔魚比近20米外的清潔魚的社會智力更低。但它們的技術水平卻適合這裡的環境——這是他目前希望探索的另一個假設。
無論如何,同事們認為,Bshary已經改變了動物認知的一種觀點:人類及其靈長類動物親屬高過其他一切物種。「靈長類動物沙文主義目前可能已經開始衰落,這在很大程度上歸功於Bshary的魚類研究。」美國喬治亞州埃默裡大學靈長類動物學家、生態學家Frans de Waal說,「他們現在要做的是接受這樣一種觀點:大部分物種都擁有一種類型的聰明智力。」(張章)
《中國科學報》 (2015-06-03 第3版 國際)