李念华
身体灰白,长着一对黑色的翅膀和一个长长的嘴;每当种子成熟的时节,它们就会在树林里轻快地穿梭,为即将来临的严冬储备食物。这就是克拉克星鸟。一只克拉克星鸟每年能在至少2500个不同的地方储藏22000至33000颗种子,1年过后,它们还能将其中2/3左右的储粮找出来。这些小家伙为什么表现得如此出色呢?几十年来鸟类学家一直在寻找答案。
早在30多年前,一些鸟类学家就发现,相当多种类的鸟,包括鹣鸟、乌鸦、美洲山雀和小山雀,都具有储备并准确找回越冬食物的非凡能力。有鸟类学家初步推测说,鸟类的这种能力可能跟它们的脑力有关系(尽管与人相比,鸟的智力水平非常低)。然而事实并非如此。
克拉克星鸟是储备食物的顶级高手之一,它每年能从上千个不同地点找到先前藏好的食物。很难想像这些智力相对较低的小鸟怎么能够记住它们把存粮藏在哪里了。生物学家猜测,这些小鸟可能在储藏食物时遵循几条简单规则,比如把东西藏在自个儿中意的地方以便日后查找。
20世纪60年代末期,美国科学家对活动于亚利桑那州北部地区的鹣鸟和星鸟展开研究。他们发现,星鸟喜欢往来飞行于旧金山众多的山峰之间,并把从25公里以外地区带回来的食物储藏起来,地点一般都选在成排树木的正前方。更最令人吃惊的是,这些星鸟一旦发现自己被追踪,它们甚至还会制造一些假的存放地。
1977年,科学家把研究地点改到实验室里。他们在人工搭建的鸟舍中饲养会储藏食物的星鸟,让它在不受干扰的情况下在一大片沙地里储藏余粮,然后把星鳥带走,把它储备好的食物掏空,然后再让它回来找存粮。结果发现,小鸟像受了打击似的,从此拒绝再储备粮食。
随后,科学家将实验对象改为克拉克星鸟。他们先让一些克拉克星鸟有机会在同一片沙地里多次储藏余粮,结果发现,这些克拉克星鸟往往会选择不同于以往的存放地点。然后研究者将所有的存粮取走,并人为消除了沙地上留下的所有印记,结果发现,那些小鸟仍能在不到半小时的时间内准确锁定之前的储藏地,准确率为60%—90%不等。这说明这些鸟并不会呆板地把种子存放在某地,而且凭借某种感应在搜索存粮。
为了得到精确的试验结果,研究者特意制作了一个约长15米宽10米的矩形地板,并在上面布下330个楔形小洞让小鸟藏粮,结果小鸟仍能成功找到藏粮的准确地点。这说明小鸟并不像人们猜测的那样仅凭好运气四处瞎碰,而是有意识地对食物进行存取,否则准确率不可能如此之高。最有意思的是,科学家让一位研究生参与了这项试验。他先是独自把种子藏好,30天后再去找,结果只找出通常一只小鸟所能找到种子总量的一半。越来越多的证据表明小鸟在储藏粮食时具有强烈的空间方位感。
为了证明一些鸟类能进行记忆,研究者特意设计了一个试验。他们选择鹣鸟为试验对象,让鹣鸟把煮过的蠕虫和坚果藏在沙盘中。5天过后,研究人员有意让其中一部分鹣鸟知道埋在沙里的蠕虫变质了,然后又悄悄地用新鲜的蠕虫把变质的替换掉。结果发现,如果在鹣鸟刚埋藏好蠕虫和坚果后便允许它们觅食,那么所有的鹣乌都无一例外地首先从藏蠕虫的地方下手。如果在5天过后才允许它们觅食,那么之前不知道蠕虫已变质的鹣鸟仍以蠕虫为首选,而之前知道蠕虫已变质的鹣鸟则全部选择了坚果。这个试验说明,这些小鸟跟人一样,也能够记住过去曾经经历的事件细节,比如时间、地点及发生了什么。
鸟类在记忆方面还具有类似于人类的灵活性。在随后的试验中,研究者让鹣鸟同时在两个沙盘里储藏易腐坏的蟋蟀和持久不变的坚果,然后把其中一个沙盘里的蟋蟀换成变质的蟋蟀。随后,研究者先让鹣鸟在没动过手脚的沙盘里寻找余粮,然后再让它到埋有变质蟋蟀的沙盘里觅食。结果发现,小鸟在获取新信息之后,便学会了将随后的储藏重点集中在能长久保存的坚果身上。
为了证明鹣鸟同样具有想像与预测未来的能力,研究者设计了另一套试验。研究者刻意挑选一些曾犯下偷窃同伴食物劣行的鹣鸟作为试验对象,并让这些“品行不端”的鹣乌和没有“前科”的鹣鸟一起储藏食物。在各自不受干扰进行余粮储备的情况下,它们都不会试图更改储藏地点。但是当研究者刻意安排其他鹣鸟观摩储存过程时,没有偷窃经历的小鸟仍不知道转移食物,而那些“品行不端”的鹣鸟则会立马取出存粮,另找地方藏匿。
目前研究者尚不敢断定小鸟的这些行为是否说明它们具有和人类相同的记忆能力,但他们指出,鸟类和人类在记忆方式上可能存在共同点。
有科学家在研究中发现,不同种类的鸟储藏并重新找回食物的能力不同。比如,在星鸟和黑头美洲山雀家族里就存在不少“逍遥派”——好像存粮过家家似的,有的在储藏食物数小时之后就迫不及待翻找出来,有的根本就不储藏。对于有为未来应急而储藏食物习惯的美洲山雀,如果生活地区不同,其能力有高低之分。例如,生活在北部阿拉斯加地区的美洲山雀明显比生活在西部科罗拉多州的要更胜一筹,这极有可能是因为北部生活条件更恶劣,因而迫使阿拉斯加美洲山雀进化出了更好的储藏技能。
在极度恶劣的气候条件下很难找到充足的食物供给,因此具有高超的储藏和记忆能力能够为长期生活在恶劣环境下的动物顺利过冬提供保障。研究者分别从阿拉斯加南部地区和气候温和的科罗拉多低地地区捉来一些美洲黑头山雀,把它们带回实验室进行对比研究。研究人员给它们提供了相同的生存环境和等量食物,并让它们同处一室。在为期45天的试验期间,阿拉斯加山雀在储存种子和找回种子能力方面比科罗拉多山雀表现更佳。前者储藏种子的总量是后者的两倍,成功找回每粒种子所消耗的时间仅为后者的1/4。当然,这些现象并不能说明阿拉斯加山雀在智力其他方面更胜一筹,因为在随后进行的学习把不同类型的食物同不同颜色联系起来的试验中,二者的表现几乎没有差别。
科学家在对两种山雀的大脑进行解剖后发现,在阿拉斯加山雀的大脑中,与记忆相关的海马确实更大。科学家指出,这可能是支持环境选择论的一个有力证据,是北部更为艰难的生存环境造就了当地小鸟储存越冬食物的卓越才能。研究人员还发现,每逢严冬时节,山雀的血液中一种跟压力相关的激素水平就会翻倍,而恰巧是这种山雀在储备和搜寻越冬食物的竞技中表现最好。于是研究者刻意选择部分已经储备好食物的山雀,给它们注射超过两倍剂量的压力激素,结果发现它们找回储备食物所消耗的时间仅为其他山雀的一半。由此推断,体内相关激素的增长也能增强记忆效果。
看来,小鸟的大脑确有出乎科学家意料的研究价值。小鸟的研究也可延伸到自然选择方面,在优胜劣汰的自然选择过程中,最快和最强壮的可能最容易存活下来,那么最聪明的也应归属此列。