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为探究西澳大利亚喜鹊(Gymnorhina tibicen dorsalis)是否具备数量辨别能力及个体差异影响因素,研究人员开展自发数量辨别任务。发现其能辨别食物数量,且群体规模影响表现:小群体个体在 2 vs. 5 组合中选择优势量更频繁。本研究首证群体规模是种内差异来源。
在自然界中,动物对数量的辨别能力至关重要,大到评估竞争对手群体规模、小到选择食物资源丰富的觅食地都离不开这一能力。然而,目前学界对不同物种间数量辨别能力差异的研究较多,但对种内变异的成因,尤其是野生种群中个体表现差异的影响因素却知之甚少。例如,动物是依赖何种认知系统处理数量信息?群体生活的社会环境又是否会对个体的数量辨别能力产生影响?这些问题亟待解答。
为了填补这一研究空白,澳大利亚西澳大学(University of Western Australia)的研究人员以野生西澳大利亚喜鹊(Gymnorhina tibicen dorsalis)为研究对象,开展了一项关于自发数量辨别能力的研究。该研究成果发表在《Animal Cognition》上,旨在明确喜鹊是否具备数量辨别能力,并探究影响个体表现差异的关键因素。
研究人员采用了自发数量辨别任务这一实验方法。实验中使用两块带有中心井的木板,井内放置等量 mozzarella 奶酪以控制嗅觉线索,井盖上则放置不同比例的奶酪条(2 vs. 2、2 vs. 3、2 vs. 4、2 vs. 5)。实验在西澳大利亚珀斯的城市公园和草地中进行,选取了 11 个群体共 42 只成年喜鹊(20 只雄性、22 只雌性)作为研究对象,每只鸟每天完成 4 种比例的测试,连续测试 15 天,总计 2520 次试验。通过 GoPro 记录行为数据,运用广义线性混合效应模型(GLMMs)分析群体规模、性别、温度等因素对辨别表现的影响。
喜鹊具备自发数量辨别能力且受比例效应影响
binomial 检验表明,喜鹊在 2 vs. 3、2 vs. 4、2 vs. 5 比例中选择较多食物的次数显著高于随机水平,分别为 59%、67%、73%。随着数量比例降低(即两数量差值增大),选择正确率显著提升,如从 2 vs. 3(比例 0.66?)到 2 vs. 5(比例 0.4),正确率从 59% 升至 73%。这一结果符合近似数系统(ANS)的预测,即辨别准确性随比例降低而提高,提示喜鹊可能依赖 ANS 处理数量信息。
群体规模与比例的交互作用影响个体表现
广义线性混合效应模型显示,群体规模单独作用对辨别能力无显著影响,但与比例的交互作用显著。在 2 vs. 5 比例中,小群体个体选择较多食物的频率显著高于大群体个体,而在 2 vs. 3 和 2 vs. 4 比例中无显著差异。这表明小群体个体在面对较大数量差异时,更能展现出优异的辨别能力。研究未发现性别对表现有显著影响,且试验次数与正确率无相关性,说明喜鹊未通过训练提升能力。
本研究首次证实群体规模是野生鸟类自发数量辨别能力种内变异的重要来源。小群体喜鹊可能因面临更高的种间竞争风险和资源争夺压力,进化出更强的数量辨别能力,以评估对手规模或优化觅食选择。这一发现挑战了 “群体规模与认知能力呈正相关” 的传统观点(如社会智力假说),揭示了社会生态压力对认知表型的塑造可能具有情境依赖性。此外,研究在野生环境中开展,避免了圈养条件对动物认知的干扰,提升了结果的生态效度,为理解自然种群中认知能力的适应性进化提供了新视角。未来研究可进一步追踪幼鸟认知发展,探究群体规模效应是源于早期环境还是成年后的选择压力,从而更全面揭示认知能力种内变异的进化机制。