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米兰国际网页版|染色箭毒蛙太聪明了,竟能在自己的大脑中绘制地图

2020-01-09 09:34:59|阅读量:3893

米兰国际网页版|染色箭毒蛙太聪明了,竟能在自己的大脑中绘制地图

米兰国际网页版,撰文:geetha iyer

这只绿黑相间的毒蛙拍摄于堪萨斯州的日落动物园,是目前已知的首个能创造并修改周围环境意境地图(mental map)的两栖动物。

摄影:joel sartore, nat geo image collection

一只大小和颜色都与薄荷巧克力软糖差不多的毒蛙正悄然颠覆我们对青蛙思维方式的认知。它就是染色箭毒蛙(dendrobates auratus),原产于中美洲和南美洲的热带雨林,是一种适应陆地环境的物种,产卵时会完全避开河流和湖泊,将卵产在森林的地面上。当卵孵化后,染色箭毒蛙会把它们背到树上,然后将蝌蚪们放在有积水存在的树洞和凤梨科植物上。

在如此复杂多变的环境中,要寻找、记住并找对安放卵的巢穴和蝌蚪乐园,需要一个能够绘制并修改周围环境的意境地图的大脑。许多哺乳动物和鸟类的大脑有此功能。最近,发表在《实验生物学杂志》上的一项新研究首次证明了两栖动物也具有同样的能力。

“我们假设,染色箭毒蛙在其发展史中进化出了一种更高级的认知能力,能够灵活地利用环境线索来寻找地点,”北卡罗来纳大学副教授sabrina burmeister说道,也是这项研究的参与者之一。“你不可能在所有蛙类身上都发现这种能力。”

目前,人们对蛙类的大脑仍然知之甚少。长期以来,科学家们一直倾向于研究更为复杂的大脑,比如灵长类动物或鸦科动物的。此外,实验室中通常会用老鼠或归巢鸽子作实验对象,如果换成青蛙,就必须修改实验中的各项条件指标,而这是极其困难的。

莫里斯水迷宫是一个经典的导航实验,实验时,研究对象会被放在一个叫做莫里斯水迷宫的圆形水池里,水池内有一个隐藏的可攀爬逃生平台和一套摄像及数据分析系统。结果证明,动物们在视觉同化和回忆方面越熟练,就越容易在随后的实验中找到平台。

但染色箭毒蛙处在这样一个迷宫中时表现得非常惊慌,它们会试图抓住边缘以保障自身安全,从而放弃了对周围信息的探索和采集,刘宇翔(音译)解释道,他是德克萨斯大学西南医学中心的博士后研究员。

他把莫里斯水迷宫改造成了一个四周都是深沟的浅水池,以阻止染色箭毒蛙靠近池边。改造后的装置有助于动物自发探索浅水池,最终找到逃生平台。一旦它们成功逃生,实验员就会改变视觉线索并移走平台。实验证明,染色箭毒蛙寻找逃跑路径的方式确实与它们所处的周围环境的意境地图相一致。

野外生物学家andrius pašukonis很高兴看到这样的研究结果,他希望这一研究能继续深入下去,并扩大到其他物种。pašukonis是斯坦福大学的一名博士后研究员,主要研究毒蛙在野外的归航行为,他指出我们还有很多东西需要学习。“目前我们真的不知道潜在的’蛙类地图’会是什么样子,”他说道。

当pašukonis和其他野外研究人员用绳子和地理信息系统记录器或带无线电发射器的小青蛙裤在雨林中追踪毒蛙时,burmeister的实验室正在做染色箭毒蛙和另一种青蛙的比较研究,在目前完成的测试中,作为对照组的泡蟾(túngara)显然缺乏类似的导航灵活性和学习能力。

与此同时,染色箭毒蛙们也在尽最大努力生存着。它们进化出了多样而巧妙的养育方式、栖息地偏好和认知能力。而现在,所有这些都面临着栖息地丧失、疾病传播、野生动物贸易和气候变化等的考验。要想走出这样一个困难重重的迷宫,我们需要的不仅仅是把自己想象成一只青蛙那么简单。

(译者:陌上花开)

来源:国家地理中文网(官v)

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