那些看似"蠢爆"的生物竟能做出一些非常聪明的事

2018-05-31 08:26:07 quecongsoft 21

出品|网易科学人栏目组 翟中超

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那些看似蠢爆的生物竟能做出一些非常聪明的事

图注:克里斯・菲尔德是一名纪录片制作人,他曾拍摄过一些美丽的植物,但这些外表可爱的植物竟是致命的食肉植物。上图就是食肉植物食虫草,也可称为捕蝇草。(图/pixabay)

人类的确挺聪明,这一点的确不能否认,要不我们怎么能在地球众豪强生物的环绕下脱颖而出呢?我们进化到今天的水平,大脑功不可没,发达大脑的所起的作用应该比强壮的肌肉更加重要。当然,我们聪明的大脑对地球也产生了破坏性影响。

我们的现代大脑是一个进化的壮举,这一进化历程超过5.2亿年时间,这也是我们之所以能成为人类的关键。人类大脑的确非同凡响,但是,我们并未对智力进行垄断。

“我们把人类能够解决问题的能力称为‘认知’,却把一些简单的行为称作‘机械’、‘反射’,我为这样做对简单生物体是不公平的,它们的行为也具有复杂性,”格罗宁根大学心理学家马克・范・杜因和他的同事在2006年发表一篇论文中这样写道。这篇论文也被后人广泛引用。

那些看似蠢爆的生物竟能做出一些非常聪明的事

图注:猕猴能使用工具来剥掉牡蛎的外壳。你可能会认为只有人类会使用工具,但在泰国附近一个岛上的猕猴学会了使用石头来剥去牡蛎坚硬的外壳。(图/BBC)

有些生物根本就没有大脑,但我们却在这些生物当中发现了智力的一些基本特征,比如决策和学习,当然,这也取决于你对决策与学习的定义。下面我们做了个盘点,看看一些没有大脑的生物所做出的的聪明之举。

解决迷宫问题的粘液菌

那些看似蠢爆的生物竟能做出一些非常聪明的事

图注:淡黄色的粘液菌。(图/Pixabay)

现在让你说出一个天才,你可能会想到某个著名的科学家或者音乐家。但在森林当中,有一种生长在腐烂树桩上的淡黄色的长有枝杈的粘液菌表示不服。

这些生物被称为粘菌类。粘菌(slime mold)这个名是个非正式的名称,是指可以像单个细胞一样自由生存的几种不相干的真核生物,但是这些真核生物又能聚集在一起形成多细胞生殖结构。实际上,这些粘菌的单细胞中包含很多细胞核,它们可以分散在大约1平方米的范围内。这种菌可以熟练地找到距离食物最近的路径,然后建立起一系列管状结构来传播营养与化学信号。

发表于2016年的一项研究显示,粘菌能够解决错综复杂的迷宫式延伸,它们的行动就好像假装过去的事会持续到未来,它们能学习容忍一开始就避免的物质。粘菌甚至还有一种空间记忆,一旦它们穿过某一区域,就会留下一种粘液。许多粘菌在移动后形成了复杂扭曲的网状结构,而粘菌甚至可以通过与其他粘菌融合来了解周围的环境。而此前,来自名古屋生物模拟控制研究中心的日本科学家中垣俊之(Toshiyuki Nakagaki)称,实验中,被放置在迷宫装置里的粘液菌在两个出口间寻找到了最短的路径!中垣俊之还表示“这一非凡的过程意味着细菌物质拥有不可思议的原生智慧。”

还是在2016年,由澳大利亚麦考瑞大学研究员克里斯・里德率领的一个团队展示了粘菌能够解决“双臂赌博机问题”(简单理解就是有两个选择,每个选择有不同的回报,如何达到最优回报就是正解),这是一种通常为有打包的有机体生物所设计的决策测试。

粘液菌大类中的多头绒泡菌在汉普郡学院的角色就像一名驻校学者一样,其实这不足为奇,因为这种生物的研究潜力巨大,它就像一个发人深省的艺术品。

享受睡眠的水母

那些看似蠢爆的生物竟能做出一些非常聪明的事

图注:仙女水母属。这种水母喜欢头朝下颠倒位置,因此在英文中有时也被昵称为the upside-down jellyfish,即“颠倒水母”。(图/Pinterest)

莎士比亚的《麦克白》里提到过,睡眠能起到“安抚受伤的心灵”的作用。但并非只有人类或者哺乳动物才会打瞌睡。在最近20年,研究人员已经确定了果蝇、小线虫甚至无脑的水母也存在类似睡觉的行为。

在白天,仙女水母属水母每秒都会跳动一下。但是在夜里,这种水母的跳动就会放慢大约30%。这个安静的时间看起来就像是睡眠。当这种水母处于休息状态时,它们对外界刺激的反应时间更长,就像是个睡着的人。如果水母在休息时被打扰,那么第二天它们就不那么活跃了,这和人类通宵熬夜的后果看上去很像。

这项研究是在2017年公布的,当时文章发表在《当代生物学》(Current Biology)期刊上,而且这是研究人员第一次在没有中枢神经的动物身上记录了类似睡眠的行为。这一发现表明,早在6亿年前,在动物王国里,水母和其他动物的共同祖先中就出现了早期版本的睡眠。

我们尚不清楚这种原始睡眠的准确功能,但睡眠无疑给动物带来了很多好处,比如说愈合神经系统、强化记忆和节省体力。有人会问,这也算是聪明之举?这不是诡辩,如果你能发现睡眠的好处,那么你就会认可好好睡觉的确是一个聪明的行为。

能够数数的植物

植物缺少神经系统,但这是否就意味着它们没有“思考”能力呢?这是一个具有挑战性的问题,也是一个容易引起争议的问题。植物神经生物学是一门新兴的且有争议的学科,该学科就旨在研究植物如何处理信息。

显然,我们的绿叶兄弟有能力做出惊人之举。比如说,康沃尔郡的花葵属植物在夜间能够旋转叶子,这样一来这种植物就能面对第二天早上的日出,这种行为需要植物有预测未来的能力。此外,刚长出嫩芽的玉米也能够“记住”光源的方向。

西澳大利亚大学的生物学家莫妮卡・加利亚诺甚至认为植物能够像巴普洛夫的狗一样进行学习。2016年发表在《科学报告》(Scientific Reports)上一项研究中,加利亚诺和她的同事表示豌豆植物能够被施加限制从而对两种不同的刺激产生联系,这两种情况分别是呼呼运转的风扇和蓝色的光。

另外,维尔茨堡大学的研究人员展示了捕蝇草能够以自己奇特的方式数到五。当昆虫出现在食肉植物标志性的“血盆大口”上时,这就会触发捕蝇草内表面上的刺针,然后“机电信号”就会穿过植物。如果两根刺针在15秒内相互触发,捕蝇草的“嘴巴”就会突然关闭。如果是3根或者更多的刺针被触发,这种植物就会分泌出一种消化昆虫的酶的混合物,这样捕蝇器就能吸收掉猎物的营养。此外,德国维尔茨堡大学也做过一项实验,研究显示,当第一次接触刺针时,捕蝇草进入陷阱预备模式,但没有将猎物封闭起来。当第二次接触刺针时,捕蝇草的针刺就会夹住猎物,当猎物连续接触刺针达到5次以上,捕蝇草就开始制造消化酶了。

这些生物的确神奇,但不像电影《恐怖小店》(Little Shop of Horrors)里的花卉那么夸张。捕蝇草是否有自我意识?是否有能力歌颂自己的技巧?我们不得而知。还有,简单的细胞生物甚至单个细胞是否有智力,在科学界也还存有争论。但即便如此,这些技能也足以令人眼前一亮。

郭浩 本文来源:网易科学人 责任编辑:郭浩_NT5629
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