一只大小和顏色都與薄荷巧克力軟糖差不多的毒蛙正悄然顛覆我們對青蛙思維方式的認(rèn)知。它就是染色箭毒蛙(Dendrobates auratus),原產(chǎn)于中美洲和南美洲的熱帶雨林,是一種適應(yīng)陸地環(huán)境的物種,產(chǎn)卵時(shí)會完全避開河流和湖泊,將卵產(chǎn)在森林的地面上。當(dāng)卵孵化后,染色箭毒蛙會把它們背到樹上,然后將蝌蚪們放在有積水存在的樹洞和鳳梨科植物上。
在如此復(fù)雜多變的環(huán)境中,要尋找、記住并找對安放卵的巢穴和蝌蚪樂園,需要一個能夠繪制并修改周圍環(huán)境的意境地圖的大腦。許多哺乳動物和鳥類的大腦有此功能。最近,發(fā)表在《實(shí)驗(yàn)生物學(xué)雜志》上的一項(xiàng)新研究首次證明了兩棲動物也具有同樣的能力。
“我們假設(shè),染色箭毒蛙在其發(fā)展史中進(jìn)化出了一種更高級的認(rèn)知能力,能夠靈活地利用環(huán)境線索來尋找地點(diǎn),”北卡羅來納大學(xué)副教授Sabrina Burmeister說道,也是這項(xiàng)研究的參與者之一?!澳悴豢赡茉谒型茴惿砩隙及l(fā)現(xiàn)這種能力。”
目前,人們對蛙類的大腦仍然知之甚少。長期以來,科學(xué)家們一直傾向于研究更為復(fù)雜的大腦,比如靈長類動物或鴉科動物的。此外,實(shí)驗(yàn)室中通常會用老鼠或歸巢鴿子作實(shí)驗(yàn)對象,如果換成青蛙,就必須修改實(shí)驗(yàn)中的各項(xiàng)條件指標(biāo),而這是極其困難的。
莫里斯水迷宮是一個經(jīng)典的導(dǎo)航實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)時(shí),研究對象會被放在一個叫做莫里斯水迷宮的圓形水池里,水池內(nèi)有一個隱藏的可攀爬逃生平臺和一套攝像及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。結(jié)果證明,動物們在視覺同化和回憶方面越熟練,就越容易在隨后的實(shí)驗(yàn)中找到平臺。
但染色箭毒蛙處在這樣一個迷宮中時(shí)表現(xiàn)得非常驚慌,它們會試圖抓住邊緣以保障自身安全,從而放棄了對周圍信息的探索和采集,劉宇翔(音譯)解釋道,他是德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的博士后研究員。
他把莫里斯水迷宮改造成了一個四周都是深溝的淺水池,以阻止染色箭毒蛙靠近池邊。改造后的裝置有助于動物自發(fā)探索淺水池,最終找到逃生平臺。一旦它們成功逃生,實(shí)驗(yàn)員就會改變視覺線索并移走平臺。實(shí)驗(yàn)證明,染色箭毒蛙尋找逃跑路徑的方式確實(shí)與它們所處的周圍環(huán)境的意境地圖相一致。
野外生物學(xué)家Andrius Pa?ukonis很高興看到這樣的研究結(jié)果,他希望這一研究能繼續(xù)深入下去,并擴(kuò)大到其他物種。Pa?ukonis是斯坦福大學(xué)的一名博士后研究員,主要研究毒蛙在野外的歸航行為,他指出我們還有很多東西需要學(xué)習(xí)?!澳壳拔覀冋娴牟恢罎撛诘摹茴惖貓D’會是什么樣子,”他說道。
當(dāng)Pa?ukonis和其他野外研究人員用繩子和地理信息系統(tǒng)記錄器或帶無線電發(fā)射器的小青蛙褲在雨林中追蹤毒蛙時(shí),Burmeister的實(shí)驗(yàn)室正在做染色箭毒蛙和另一種青蛙的比較研究,在目前完成的測試中,作為對照組的泡蟾(túngara)顯然缺乏類似的導(dǎo)航靈活性和學(xué)習(xí)能力。
與此同時(shí),染色箭毒蛙們也在盡最大努力生存著。它們進(jìn)化出了多樣而巧妙的養(yǎng)育方式、棲息地偏好和認(rèn)知能力。而現(xiàn)在,所有這些都面臨著棲息地喪失、疾病傳播、野生動物貿(mào)易和氣候變化等的考驗(yàn)。要想走出這樣一個困難重重的迷宮,我們需要的不僅僅是把自己想象成一只青蛙那么簡單。
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