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社会群体越大,就需要越复杂的脑吗?

作者:佚名 2015-06-25 浏览: 1,522 评论:0

摘要: (Frances/译)上图是大卫·爱登堡(David Attenborough)在非洲中部的一张照片。他面前的石头上摆放着四坨橡皮泥模型。从左往右第一坨最小,它代表的是一种小型独居灵长类——婴猴的大脑。第二坨大脑模型代表疣猴,它们每15只左右成群居住。第三坨...

社会群体越大,就需要越复杂的脑吗?

(Frances/译)上图是大卫·爱登堡(David Attenborough)在非洲中部的一张照片。他面前的石头上摆放着四坨橡皮泥模型。从左往右第一坨最小,它代表的是一种小型独居灵长类——婴猴的大脑。第二坨大脑模型代表疣猴,它们每15只左右成群居住。第三坨代表长尾猴,这种猴子的群体大小在25只左右。最右是狒狒的脑,而狒狒们50只左右为一群。爱登堡说:“如果你把一颗头骨给猴类研究者看,他们即使不能判断这具体是哪一种猴子的头骨,也能准确地预测这种猴子以多大群体生活。”

社会脑假说:社交需求推动大脑演化

纪录片《哺乳类全传》(The Life of Mammals)中所呈现的这一顺序,很好地阐述了“社会脑”假说(social brain hypothesis)的观点。这个20世纪80年代被提出的大胆想法认为,群居能推动更大大脑的演化。

社会群体越大,就需要越复杂的脑吗?

提出社会脑假说的英国人类学家、演化心理学家罗宾·邓巴(Robin Dunbar)。图片来源:gustavus.edu

社会性动物需要面对独居动物不需考虑的脑力挑战:它们必须认识自己群里的成员,应付流动变化的关系纽带,处理冲突,控制或欺骗同胞等等——因此,社会群体越大,大脑也应该会越大。这一观点在许多不同的动物身上反复得到了验证,这些动物包括有蹄类、食肉动物、灵长类和和鸟类。

那么昆虫呢?蚂蚁、白蚁、蜜蜂和胡蜂也是一大群在一起生活的,它们中有很多都具有异常大的脑(脑神经节)——至少对于昆虫而言是大的。但是,2010年,西弗吉尼亚大学(West Virginia University)的莎拉·法瑞丝(Sarah Farris)和美国自然历史博物馆的苏珊娜·舒勒梅丝特(Susanne Schulmeister)发现,这些昆虫(相对)巨大的脑在大约9千万年前就演化形成了,而那时,它们还没有形成大型的社会群体。这样的脑更可能是和寄生而非群居有关。

但社会化分工也可能让昆虫更省“脑子”

对此,德雷塞尔大学(Drexel University)的肖恩·奥东内尔(Sean O’Donnell)表示,“这发人深思。近年来,有越来越多的讨论——已经近似于一种地下运动——主张‘社会脑’的理论可能不适用于社会性昆虫。”他的新研究则是对这一运动的最新支持。

奥东内尔的团队研究了独居的蜾蠃和与之亲缘关系相近但群居的胡蜂。不同的胡蜂有着各种不同的群体大小和复杂程度。研究人员从29种此类蜂中采集了蜂王和工蜂,仔细解剖分析了它们的脑,并测量了它们蕈形体的大小。

社会群体越大,就需要越复杂的脑吗?

一只正在建新巢的造纸胡蜂蜂王。图片来源:Alvesgaspar/wikipedia.org

蕈形体是昆虫脑中的一对重要结构,控制诸如学习和记忆之类的高级认知能力。但令研究人员惊奇的是,他们发现,生活群体越大的蜂,它们的蕈形体反而却越小

研究团队发现,即使同为社会性造纸胡蜂,蜂王和工蜂有明确差异的胡蜂种类(这中差异意味着它们有着更复杂的社会),也和不具备这种等级结构的胡蜂有着大小类似的蕈形体。

奥东内尔说,“这一模式非常清晰。社会性实际上可能降低对个体认知的要求,而非提高它。”

提出“社会脑”假说的第一人罗宾·邓巴(Robin Dunbar)说:“现在我们有了第一个值得考虑的证据来证明,如果可以有其他方式来实现社会性,那么代价高昂的脑就并非必需品。通向社会性的道路可能有很多条。”

那么还有哪些“大路”?奥东内尔注意到,昆虫和(大多数)哺乳动物构建社会的方式有着根本性的差异。典型的大型哺乳动物群体往往包括亲缘关系较远甚至没有亲缘关系的个体。与之相反,昆虫社会则基本都是巨型家庭,其中所有的成员不是王(繁殖后代)就是它的后代(不繁殖后代)。这些群体也许更应该被视为王的延伸,而不是个体的集合。

这样,群体中的成员就并没有特别的需要来留神变化的关系、处理冲突、控制其同类或者其他狒狒或人类需要面对的社会挑战。它们并不那么需要更大更复杂的脑。

单个脑子弱,群体智能强

社会性昆虫也得益于“群集智能”——个体通过服从极其简单的法则,也能完成难以置信的壮举。它们能建造住房、种“庄稼”、使自己免疫,以及决定住在哪里。在一些案例中,它们做决定的方式和神经元惊人地相似——整个群体就像是一个巨型大脑——这不仅仅是比喻。它们有一种“分布式认知”,在这种情况下,很多其它动物用单颗大脑完成的脑力事件,发生在了群体的级别上。

社会群体越大,就需要越复杂的脑吗?

社会性昆虫的群体行动发挥着类似个体大脑的作用。图片来源:wordpress.com

布里斯托大学(Bristol University)的昆虫学家赛丽安·萨姆娜(Seirian Sumner)称,有一些哺乳动物,如狐獴和缟獴,它们生活在简单的社会中,成年个体合作喂养照顾幼崽。它们常常被比作低等的社会化昆虫,如造纸胡蜂。萨姆娜说:“它们有着非常相似的家庭结构、群体大小以及行为角色的可塑性。”这些哺乳动物的大脑大小是否也遵循奥东尼尔那些胡蜂的模式?这将会是一项有趣的研究。

奥东尼尔完全支持更多的研究出现。他希望知道其它昆虫群体——既包括社会性的也包括独居的,诸如蜜蜂和蟑螂——之中,这种模式是否也存在。此外,他也对裸鼹鼠很感兴趣,因为裸鼹鼠是一种群居的哺乳动物,也有鼠王和“工鼠”这种社会结构,和蚂蚁、胡蜂很像。他说:“如果我们的想法是正确的,那么我们可以看到裸鼹鼠也有类似昆虫的这种模式。”

PS: 脑区的大小不一定是智力高低的最佳标志。我向奥东内尔询问过这一问题,他认为应该关注蕈形体。他说:“这肯定是研究大脑进化的一个直接的工具。脑组织有很高的代谢成本,即使只有一丁点,组织的重量也是件大事,对于飞行的昆虫而言尤为如此。我们预期蕈形体的大小会受到很强的限制。”(果壳网)