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野外条件下黑尾鸥抑制控制能力的圆柱任务评估及其认知生态学意义
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月03日 来源:Animal Cognition 2.1
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本研究通过圆柱任务首次评估了野生黑尾鸥(Larus grassirostris)的抑制控制能力(inhibitory control),发现这种高度杂食性的海鸟能通过重复学习掌握绕行策略,成功率达58.4%,为理解海鸟认知进化与觅食行为的关系提供了新证据。论文创新性地将执行功能研究拓展至海洋鸟类,揭示了鸥科鸟类与鸦科相似的认知可塑性。
在动物认知研究领域,执行功能(executive functions)一直是揭示物种智能水平的重要窗口。其中,抑制控制(inhibitory control)作为核心成分,能使动物抑制无效行为并发展适应性策略。这种能力在鸦科鸟类中表现尤为突出,但与鸦科生态位相似的海鸟却鲜有研究。黑尾鸥作为典型的机会主义觅食者,需要频繁切换捕食策略——从海上捕鱼到港口捡拾渔获物,再到农田捕食昆虫。这种多元化的觅食模式是否对应着发达的抑制控制能力?这个问题长期缺乏实证证据。
名古屋大学环境学研究科的研究团队创新性地将经典的圆柱任务(cylinder task)应用于野生黑尾鸥。这项精巧的实验设计要求鸟类克服直接啄食透明圆柱内食物的本能冲动,转而通过两侧开口绕行获取食物。实验在繁殖季的日本蕪岛进行,研究者对20只育雏期的成鸟进行测试,通过黑色染料标记个体,并采用渐进式适应方案确保实验效度。
研究采用了三个关键技术方法:1)野外条件下的圆柱任务装置(直径9cm透明圆柱体);2)双阶段适应程序(无食物装置适应和侧边食物适应);3)视频记录分析系统(GoPro HERO11)。实验设置10次连续测试,记录成功取食且未啄击圆柱的次数作为抑制控制指标。
研究团队特别改进了传统方案,省略了不透明圆柱的对照阶段。这种设计避免了规则学习的干扰,能更纯粹地测量抑制控制能力。实验过程中,研究者背对鸟类放置食物,消除了人为暗示的影响。严格的1分钟计时和89次有效测试为结论提供了可靠数据支持。
12只通过适应的个体中,10只(83.3%)在10次测试内至少成功1次。首测试验中即有4只个体表现完美,展现出与鸦科相当的初始能力。值得注意的是,成功概率随测试次数显著提升(GLMM分析p=0.0021),表明黑尾鸥能快速掌握绕行策略。这种学习曲线与部分鹦鹉和星鸦(Nucifraga columbiana)相似,但低于乌鸦科的表现。

虽然黑尾鸥58.4%的动机试验成功率低于乌鸦科(渡鸦100%,寒鸦97%),但显著高于部分雀形目(歌带鹀27%)和鸽子(33%)。这种中等偏上的表现支持了"生态位假说"——即广食性物种需要更强的抑制控制来平衡多样化的觅食策略。研究者特别指出,实验中观察到的个体差异(如ID1全部成功vs ID10完全失败)可能反映了自然种群中的认知多态性。
这项研究首次证实海鸟具备通过经验改善抑制控制的能力,填补了海洋鸟类认知研究的空白。黑尾鸥展现的学习能力与其生态特征高度吻合:它们需要灵活应对渔业活动、潮汐变化和人类干扰等多变环境。研究建立的野外实验范式为后续比较研究提供了模板,特别适用于其他地面觅食的鸻形目(Charadriiformes)物种。
未来研究可沿三个方向深入:1)测试不同地理种群的表现,探究环境复杂度对认知的影响;2)延长重测间隔,区分瞬时学习与长期记忆;3)结合稳定同位素分析,验证食性广度与抑制控制的关联。这些延伸将有助于解析认知能力的进化驱动力,为理解动物行为可塑性提供新视角。
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