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蜘蛛的感知能力

圖文 更新时间:2024-09-08 03:21:29

蜘蛛的智能正在挑戰我們關于大腦和意識的傳統看法。

在我們中間生活着一類酷似來自外星的生物。它們長着八條腿,很多雙眼睛。尤其與衆不同的是,它們還能吐絲織網。它們的網輕盈而精緻,一般挂在屋角或樹叢中。當然,我這麼一說,你就知道是誰了——蜘蛛。

蜘蛛的感知能力(蜘蛛的聰明超乎你的想象)1

盡管蜘蛛有着如此與衆不同的才能,但我們恐怕還是低估了它們。在我們眼中,它們不過是比機器稍強一點的無脊椎動物。但現在,人們逐漸發現,蜘蛛的認知能力可以與哺乳類和鳥類并肩媲美。而對蜘蛛智能的研究,反過來又可以幫助我們了解意識的起源。

高超的織網智慧

蜘蛛在進化上有漫長的曆史,最早可追溯到4億年前。如今,已知的蜘蛛種類超過4.8萬種,平均每平方米的土地上約有130隻個體。這可要吓死寶寶們了,是不是?但沒有它們,農業将是不可能的,沒有它們,我們的莊稼都會被昆蟲吃個幹淨。

蛛絲是讓工程師們欣賞不已的東西,其強度超過鋼絲。蛛絲是蜘蛛從尾部腺體中擠出來的一種蛋白。蜘蛛用它來織網和用作上下攀爬的繩索,甚至借助它來飛行。

但蜘蛛能成為進化的赢家,不單是能吐絲的緣故,其高超的智能也至關重要。

能證明蜘蛛聰明的最好證據是它們的織網活動。大約三分之一的蜘蛛物種都織造圓盤狀的網(因此它們叫圓網蜘蛛),這些美麗的“死亡陷阱”懸挂在房檐屋角。每一張網都是蜘蛛勤勞和智慧的結晶。

蜘蛛的感知能力(蜘蛛的聰明超乎你的想象)2

從本能上講,每一種蜘蛛都能織出一張形狀、尺寸與其體型和獵物大小相稱的理想蛛網,但在不同環境下,它們都會為了适應有限的空間或繞過障礙物,因地制宜地進行裁剪。這表明,在建網之前,蜘蛛會進行某種規劃。它們是如何做到這一點的?

一種可能是,它們用絲作為鉛垂線來探測一個潛在的建網點。在探查時,蜘蛛先在兩個表面拉起一條水平線,然後橫穿,在沿途的各個點上下移動。通過這種方式,它們估計空間的大小、需要的絲量以及織造的時間。這一切涉及到構建心理地圖的能力。

在許多哺乳和鳥類中,構建空間心理地圖的能力是不鮮見的,但在無脊椎動物中幾乎聞所未聞。盡管蜘蛛的心理地圖并不十分詳盡,隻包括大障礙,不包括小障礙,但即便如此,也使得它們具備一定程度的前瞻和規劃能力。例如,圓網蜘蛛能根據腺體中剩餘的絲質儲備來改變蛛網的粗細和結構,以确保不會中途耗盡。它們對天氣也很敏感:在低溫下,網織得更簡單,圈與圈之間距離更大,以避免在寒冷中暴露太長久。

在網的維護和使用上,蜘蛛更是善于精益求精。它們會照以往經驗,在最有可能捉到昆蟲的區域調整絲線的張力。絲線繃得越緊,昆蟲掙紮時傳遞過來的振動就越強,它們做出的反應就越快速。它們還能根據本地發現的獵物大小來改變網的大小。它們甚至能從不成功事件中吸取教訓:如果獵物觸網後逃脫了,蜘蛛會布下更粘的蛛絲,以确保未來不再發生此類事情。你幾乎可把蛛網想象成蜘蛛的一把豎琴,它們會仔細地“調音”,以便奏出最美的和弦。

智慧非凡的跳蛛

當然,蜘蛛的種類很多,但生活方式迥異的品種也同樣聰明。以跳蛛為例。這種蜘蛛有着驚人的視力,它最喜歡的獵物是其他蜘蛛。它通過潛行在環境中來捕捉獵物,為了做到這一點,它同樣表現出某種高超的智能。

科學家做過一項實驗。他們把一隻跳蛛放置在水箱當中的一座塔上。從這個高度,它們可以看到對面另一座塔上的獵物,以及水面上通向對岸的兩條路徑,但其中僅一條是通向獵物的。跳蛛看到獵物後,從塔上下來,直奔對岸的獵物。盡管它從塔上下來之後,獵物已不在它的視野之内,但在兩條路徑中,它總能選對那條通向獵物的路線。在另一項實驗中,科學家提供了兩條路線:兩條都通向獵物,但其中一條較短。大多數跳蛛會選擇較短的路線。這些實驗表明,跳蛛在工作記憶中有一張心理地圖。

蜘蛛的感知能力(蜘蛛的聰明超乎你的想象)3

過着群居生活的穹蛛

跳蛛甚至有能力表現出驚訝。在與前一個類似的實驗中,科學家在跳蛛看不見獵物時,偷換了獵物,譬如原先它看到的是蒼蠅,現在趁它不注意,換成了一隻甲蟲。等它趕到獵物跟前時,它會停頓一下——這是感到困惑的迹象。如果跳蛛發現獵物多了或少了(與它從塔上看到的相比),它也會停頓。這表明,跳蛛具有基本的數字感。

跳蛛雖然不是“穩坐中軍帳”的獵手,但蛛絲仍是它必不可少的生存手段,它經常在狩獵時使用。有時它會臨時建一張網,作為俯瞰獵物的有利位置,或先用網捕捉昆蟲,然後引誘貪吃的蜘蛛。跳蛛還會侵入其他蜘蛛的網中,撥動蛛絲來模仿被困的昆蟲,引誘網的主人離開藏身地,來做它的美餐。為達到以假亂真的效果,它似乎通過反複試驗來學習如何像被網住的昆蟲那樣發出振動。

蜘蛛對意識研究的啟示

鑒于這些新發現,再加上蜘蛛社交能力的新證明(見拓展閱讀:蜘蛛的社交“網”),我們是否可以說蜘蛛也是有複雜意識的呢?

大多數研究者将意識視為一個寬泛的範圍,從對周圍環境的基本心理表征能力(見小貼士:心理表征),到想象力、高級的自我意識和自我反思能力。大多數無脊椎動物被認為連最基本的意識都沒有,隻能像機器一樣對環境做出反應。

蜘蛛的感知能力(蜘蛛的聰明超乎你的想象)4

但蜘蛛構建心理地圖的能力以及它們的前瞻和計劃能力,似乎反映了它們具有複雜的意識。然而,要知道蜘蛛的大腦通常是非常微小的。例如,大多數圓網蜘蛛的體重在50~80毫克之間,有些甚至小于1毫克,大腦又是其體重的幾十分之一。憑這麼一個小腦袋,它們是如何做到的呢?

這是一項令人興奮的新課題。研究蜘蛛的大腦有助于弄清楚,哪些神經構造是意識體驗所必需的,以及它們是如何進化來的。

蜘蛛也引發人們思考意識的起源問題。蜘蛛大約在5億多年前就出現了,遠比高級動物出現得早。以前,我們總傾向于在人類的近親身上尋找複雜意識的特征,但既然這些特征同樣也存在蜘蛛身上,那麼,意識的出現是不是也可以追溯到那個時候呢?

關于意識的這些謎團,也許蜘蛛能為我們提供線索。

小貼士:心理表征

指外部事物在心理活動中的内部再現,它一方面反映客觀事物,代表客觀事物,另一方面又是心理活動進一步加工的對象。表征有不同的方式,可以是像圖畫一樣形象的,也可以是像文字一樣抽象的。

比如,看到眼前一棵樹,在我心裡就産生了這棵樹的一個形象——這就是這棵樹的“心理表征”。我還可以對這個形象加工,比如把它想象成有情感的,會說話的……

蜘蛛的社交“網”

我們傾向于認為蜘蛛是孤僻的動物,但也有大約20種已知的蜘蛛是生活在群體之中的。它們在那裡對諸如覓食、織網、維護和照顧幼蛛等任務進行分工。這類蜘蛛大多生活在熱帶地區。

以生活在非洲西南部的穹蛛為例,它的一個群落有多達2000個成員。整個群落由兩個蛛絲結構組成:一個是用蛛絲織成的球形結構,供它們生活或藏身;另一個是呈扁平狀的網,供它們“狩獵”。當一隻昆蟲冒險進入“狩獵場”,并振動起來的時候,一些穹蛛就會從藏身地出來,給它注射毒液;昆蟲停止振動之後,會有更多的穹蛛出來,把它拖回藏身地。

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