大脑尺寸并非个体识别的必要条件：孔雀鱼研究挑战社会脑假说

《Behavioral Ecology and Sociobiology》：Individual recognition in guppies does not require large brains

本研究为探讨社会性动物是否需要更大的大脑来处理个体识别这一关键认知挑战，利用经人工选育产生相对脑尺寸差异的特立尼达孔雀鱼（Poecilia reticulata）品系，通过自发选择与训练关联两项实验，发现尽管孔雀鱼能够自发识别熟悉个体，但该能力与相对脑尺寸无关。结果表明，个体识别能力可在不依赖大脑整体增大的情况下演化，对理解社会性与认知能力的共演化机制具有重要意义。

　　

在动物社会中，群体生活常被视为一项复杂的认知挑战。根据社会脑假说（Social Brain Hypothesis），群居动物为应对诸如记忆社会关系、追踪个体身份、预测他人行为等需求，需要演化出更大的大脑。然而，这一假说在比较研究中证据不一，有的支持，有的反驳。究其原因，或许在于我们尚未真正弄清：群体生活中究竟哪些具体挑战才真正需要更大的大脑？个体识别——即识别并区分不同群体成员的能力——被认为是社会性动物的关键挑战之一，且常被视为最耗费认知资源的识别形式。那么，这是否意味着个体识别的出现需要大脑尺寸的增大来支撑呢？以往研究对此鲜有直接验证。

近期，发表在《Behavioral Ecology and Sociobiology》上的一项研究，以特立尼达孔雀鱼为模型，对这一问题进行了深入探索。研究人员利用人工选育的脑尺寸差异品系，设计精巧的行为实验，检验了相对脑尺寸是否影响个体识别能力。

为开展本研究，研究人员主要采用了以下几项关键技术方法：使用经多代人工选育产生相对脑尺寸显著差异（约15.4%）的孔雀鱼品系作为实验对象；通过二元偏好测试（binary-preference test）装置（包括主缸和两个刺激鱼缸）进行行为观察；利用视频记录与BORIS软件进行行为编码与分析，量化鱼类在特定选择区的停留时间与访问次数；分别设计了自发熟悉性识别实验（熟悉 vs. 陌生个体）和训练关联实验（奖励关联个体 vs. 无奖励个体），以测试不同机制下的个体识别能力；对刺激鱼进行体长测量，以控制体型差异对偏好的影响。

自发选择实验：熟悉性偏好显现，但与脑尺寸无关

在本实验中，研究人员测试了孔雀鱼能否自发区分熟悉与陌生的同种个体。结果显示，在实验的后五分钟及整个十分钟观察期内，孔雀鱼显著偏好与熟悉的同伴共处。然而，这种偏好并未受到脑尺寸选育品系的影响——不论大脑相对较大还是较小的个体，都表现出相似程度的识别能力。此外，研究人员还发现雄性孔雀鱼在实验初期表现出更高的探索行为（采样次数更多），但性别与脑尺寸均不改变最终的识别偏好。

训练关联实验：未能形成个体—食物关联

在第二个实验中，研究人员尝试通过训练使孔雀鱼将特定个体与食物出现建立关联。结果却显示，不论是大脑较大还是较小的选育品系，均未形成对“有奖励”个体的显著偏好。尽管训练时间长达12天（以往研究表明该时长足以使孔雀鱼建立熟悉性），鱼类并未成功学会区分两个新个体。这一结果可能说明，基于视觉的个体识别在与食物奖励关联时难度较高，或需要更直接的社交互动才能有效学习。

采样行为：雄性更活跃，脑尺寸无影响

在分析鱼类探索行为时，研究人员发现雄性个体的采样频率显著高于雌性，尤其是在实验初期。然而，脑尺寸选育品系之间在采样次数上并无差异。这表明，尽管个体在探索策略上存在性别差异，但大脑的相对尺寸并未影响其信息搜集的积极性。

研究结论与意义

本研究通过严谨的行为实验证明，孔雀鱼确实具备个体识别能力，但这种能力并不依赖于相对脑尺寸的大小。这一发现对社会脑假说提出了重要补充：尽管个体识别被视为社会认知的基石，但它可能并不需要以大脑整体增大为代价。这或许也能解释为什么个体识别能力在脑容量较小的物种中仍广泛存在。

此外，研究结果强调，在探讨社会性与认知能力的演化关系时，必须区分哪些社会挑战才真正需要更大的大脑。例如，大脑尺寸可能不影响个体识别的基本能力，但或许会限制个体所能记住的群体成员数量，或影响社会信息的复杂度。未来的研究可进一步探索大脑尺寸与个体识别上限之间的关系，以及不同感知通道（如化学、视觉、听觉）在识别过程中的作用。

总之，这项研究不仅深化了我们对社会认知演化的理解，也为后续探索“社会性—大脑—认知”三者之间的复杂关系提供了新的思路与实验范式。