一项新研究表明,蓝山雀和大山雀能够回忆它们过去吃过的食物、食物的位置以及发现食物的时间。在首次涉及野生动物的此类实验中,蓝山雀和大山雀表现出了“情节式”记忆,以应对觅食过程中食物供应量的变化。
同一项研究可能还表明,人类为花园鸟类留下的种子和坚果可能有助于这些记忆特征的进化。
情节记忆是一种记忆系统,涉及对个人经历过的事件的有意识回忆。许多心理学家认为情节记忆是人类独有的,但越来越多的证据表明,许多非人类动物也拥有类似情节的记忆。
该研究发表在《当代生物学》上,由剑桥大学和东安格利亚大学的研究人员完成,他们让94只野生、自由生活的蓝山雀和大山雀参与了一系列记忆任务。这些任务涉及自动食物容器和一款新软件程序,该软件为每个鸟类个体创造独特的体验,并跟踪它们在形成记忆后的行为。
此前,研究人员在这些鸟类的腿上安装了独特的射频跟踪标签,以便当它们降落在喂食器的特殊栖木上时,读取其标签,并根据实验规则通过电子门释放(或不释放)食物,每个鸟类个体都有独特的定时事件。
该实验以蓝山雀和大山雀为研究对象,部分原因是它们是机会觅食者,食物种类繁多,能够回忆起单一经历中的生态细节可能对它们做出灵活决策有利。
“这些发现为野生鸟类中的类似情节记忆提供了首个证据,并表明蓝山雀和大山雀的记忆系统比我们之前设想的更加灵活,”第一作者、剑桥大学比较认知实验室的詹姆斯·戴维斯表示。
“之前关于类似情节记忆的研究涉及大脑较大的鸦科鸟类,它们会隐藏食物。而本研究关注的是大脑较小、食性更杂的鸟类,它们不会隐藏食物。我们的研究结果表明,这些鸟类的智力比人们之前认为的更高。”
东安格利亚大学的高级作者加布里埃尔·戴维森博士说:“鸟类在熟悉的环境中自然行为,因此,我们捕捉到的东西比如果鸟类被圈养起来要更现实。令人惊讶的是,这些鸟类在我们的记忆任务中表现出色,同时在野外还经历了其他许多记忆。”
“对我们来说,野外研究具有挑战性,因为鸟类完全可以拒绝参与我们的实验,直接飞走,但我们已经证明这种类型的智力测试在野外是有效的。”
剑桥大学比较认知学教授尼古拉·克莱顿是该研究的作者之一,也是詹姆斯·戴维斯的博士导师,她说:
“这些不储食的鸟类在两项独立测试中表现出类似情节的记忆,这非常有趣。上世纪90年代末,我开始这项研究时,大多数心理学家都认为,记住独特过去事件的‘什么、哪里和何时’是人类独有的。
“后来,松鸦的初步研究结果表明事实并非如此。随后的研究表明,这种能力在动物界中的分布比我们之前想象的更为广泛。”
研究人员认为,拥有更灵活的记忆力可能有助于这些鸟类应对气候变化导致的进一步环境压力和波动。
詹姆斯·戴维斯说:“这种记忆使它们能够灵活应对新条件,并将这些信息与原始记忆相结合以做出决策。因此,无论是思考水果成熟还是毛毛虫出现,在情况变得艰难时,这都是一种强大的能力。”
该研究还可能表明,人类为花园鸟类提供食物可能是推动这些记忆特征进化的一个因素,正如这些鸟类已经进化出喙部适应性来应对对花园喂食器的日益依赖一样。
加布里埃尔·戴维森博士说:“这些鸟类可能正在捕捉并记住我们补充鸟食器的时间规律。这需要进一步研究。”
测试
为了评估“何时何地做什么”的记忆能力,研究人员改编了尼古拉·克莱顿(Nicola Clayton)和安东尼·迪克森(Anthony Dickinson)设计的现有研究方案,以模拟一个真实的觅食场景,其中两种食物——葵花籽和花生片——以不同的速度耗尽并补充。选择这些食物是因为已经证明大山雀和蓝山雀更喜欢葵花籽而不是花生片。
在测试开始之前,研究人员给了这些鸟时间来学习“时间喂食器”的规则。当一只鸟首次被探测到在“首选”的葵花籽喂食器上时,这就会触发该鸟2小时的进食时间。之后,开始“补充期”,喂食器的门对该只鸟关闭,直到第二天。
为了通过记忆测试,鸟儿们必须记住这次经历的细节,并将其应用到新情境中。这意味着当它们两小时后再次回到喂食器时,它们应该记得自己已经吃过了最喜欢的食物,而当前只有它们不太喜欢的食物可供食用。
这项研究表明,大山雀和蓝山雀能够在不检查它们最喜欢的食物是否可用的情况下做出这种转换。基于先前经验的这种行为转变表明,这些鸟类使用了情景式记忆,这与涉及圈养啮齿动物、狗、鸦科动物、头足类动物和非人灵长类动物的研究相似。
为了确保它们关于访问哪个喂食器的关键选择是基于对当天首次访问的记忆,而不是对非奖励性喂食器的反应(即“赢则留,输则换”的策略),研究人员只计算了每个间隔后鸟类的首次选择。
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对幼鸟的优势
在另一项任务中,研究人员测试了鸟类回忆喂食器“附带细节”以找到食物的能力。
在“哪里”测试中,喂食器被排列成三角形和直线。在“哪个”测试中,每个喂食器都被漆成不同的颜色(黄色、红色或蓝色)或图案(白色背景上的黑色条纹、波浪线或斑点)。
虽然大多数鸟类通过了“哪里”测试,但在“哪个”测试中,只有幼鸟能够回忆起视觉线索来帮助它们获取食物。
詹姆斯·戴维斯(James Davies)说:“我们没有预料到这个发现。我们已经知道,由于成年鸟类的竞争和食物垄断,幼年蓝山雀和大山雀在觅食时必须更具创新性,这可能有助于解释我们的发现。随着蓝山雀和大山雀经验的积累,它们可能开始更少依赖视觉信息,而更多依赖空间信息。”
克莱顿教授(Professor Clayton)说:“下一步是测试那些更擅长使用情景式记忆的个体鸟类是否具有更高的繁殖成功率,如果是这样,我们预计这种记忆系统将在应对更具挑战性的环境条件时进化。”