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为探究非洲草原象(Loxodonta africana)是否存在快速运动模仿(RMM)及其影响因素、与玩耍的关系等问题,研究人员对 15 头非洲草原象展开研究。结果发现其存在 RMM,且与更具攻击性的玩耍模式相关,这对研究哺乳动物共情进化意义重大。
在动物的行为世界里,模仿行为一直是科学家们关注的焦点。快速运动模仿(Rapid Motor Mimicry,RMM)作为一种特殊的模仿行为,在许多动物的玩耍互动中都有出现。此前的研究大多聚焦于动物面部表情的快速模仿,比如狗、猫鼬、熊以及各种灵长类动物在玩耍时的面部表情模仿现象都被详细研究过。然而,对于像大象这样体型庞大、大脑发达且社会行为复杂的动物,它们在玩耍时是否存在 RMM,以及这种行为背后隐藏着怎样的秘密,一直是个未解之谜。
大象是群居性动物,生活在复杂且宽容的社会环境中。它们拥有复杂的多模态交流方式,会合作、互相安慰,还能从同伴那里学习。这些特点与灵长类动物,包括人类,有很多相似之处。因此,研究大象的行为现象,特别是那些与共情相关的行为,比如 RMM,对于理解社会哺乳动物共情行为的进化有着重要意义。而且,大象本身就是一种非常爱玩的动物,即使成年后也保持着玩耍的习性,这为研究它们在玩耍情境下的 RMM 提供了绝佳的机会。
为了解开这些谜题,来自意大利都灵大学生命科学与系统生物学系(Department of Life Sciences and Systems Biology, University of Torino)以及西班牙自然公园 Parque de la Naturaleza de Cabárceno 的研究人员 Giada Cordoni、Martin Hecker、Valentina Crippa 等人开展了一项针对非洲草原象(Loxodonta africana)的研究。研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。首先,他们对生活在西班牙自然公园的 15 头非洲草原象进行长期观察,收集行为数据。通过全高清音频视频设备,在每天固定时间段(4 - 6 天 / 周,9:00 am - 6:00 pm)对大象的玩耍行为进行记录。其次,利用特定的行为编码系统,对大象玩耍时的各种动作进行详细分类和标注,确定玩耍目标动作,如 “马戏团姿势(Circus Pose)”“向前摆动象鼻(Play Forward Trunk Swing)” 等。然后,运用改良的后冲突 / 匹配控制(Post - Conflict/Matched Control,PC - MC)方法,判断大象是否存在 RMM。最后,借助社会网络分析软件 Gephi 0.9.7,构建社会模仿网络(Social Mimicry Network,SMN)和社会玩耍传染网络(Social Play Contagion Network,PCN),分析大象之间的行为关系。
研究结果
- RMM 的存在:研究人员发现,与没有先前目标动作的情况相比,大象在观察到同伴做出玩耍目标动作后的 1 秒内,更有可能做出相同的动作,即表现出 RMM。而且,它们更倾向于做出与触发者完全相同的目标动作(一致反应),而非其他类型的目标动作(不一致反应)。这一结果通过 Wilcoxon 精确检验得到证实,表明非洲草原象确实存在 RMM。
- 影响 RMM 的因素:通过广义线性混合模型(Generalized Linear Mixed Model,GLMM)分析个体因素(触发者和潜在反应者的性别、年龄)、社会因素(关联程度)和玩耍持续时间对 RMM 的影响,发现这些因素均不能解释 RMM 的发生。无论是年龄、性别,还是大象之间的关联程度,都不会对 RMM 产生显著影响。
- RMM 与玩耍模式的关系:对 RMM 和未模仿的玩耍目标动作前后的行为模式进行分析,发现 RMM 最常出现在玩耍搏斗(Play Sparring)和玩耍追逐(Play Chase)前后,这两种都是攻击性的玩耍模式。而未被模仿的玩耍目标动作则更多地与玩耍搏斗以及中立的玩耍姿势(如玩耍时站直身体、旋转等)相关。这说明 RMM 与更具攻击性的玩耍模式相关。
- RMM 与玩耍传染的关系:通过计算社会模仿网络和社会玩耍传染网络的加权入度中心性值,并进行 Spearman 相关性分析,发现两者呈正相关。这意味着那些在模仿同伴玩耍目标动作方面表现突出的大象,在被其他大象的玩耍行为 “感染”(即观察到其他大象玩耍后自己也开始玩耍)方面也更为显著。
研究结论与讨论
这项研究首次证实了非洲草原象存在 RMM,这一发现意义非凡。RMM 可能有助于大象在玩耍时协调动作,更好地管理玩耍过程。虽然研究未发现 RMM 与玩耍持续时间的关联,但 RMM 与攻击性玩耍模式的联系表明,它可能在竞争性玩耍中发挥重要作用,甚至可能替代一些攻击性的互动行为。在大象的社会中,玩耍不仅是娱乐,还可能是一种非攻击性竞争的方式,RMM 的存在或许为这种竞争提供了更和谐的形式。
另外,个体和社会因素对 RMM 缺乏影响这一结果也很有趣。这可能与大象社会的高度宽容性以及玩耍行为在不同年龄和性别大象中广泛存在有关。不过,由于本研究样本量相对较小,且研究对象为圈养大象,未来还需要对更多野生大象进行研究,以确定这些结论的普遍性。
总的来说,该研究为理解大象的社会行为以及哺乳动物共情行为的进化提供了新的视角。通过揭示非洲草原象的 RMM 现象,研究人员打开了一扇通往动物复杂行为世界的新大门,让我们对动物之间的互动和情感交流有了更深入的认识,为后续相关研究奠定了坚实的基础。