科学平行:全球热议的科学话题

01狗狗是如何读懂人类情绪的？ 狗狗与人类的关系非常特殊，是世界上一种独特、珍贵的关系。毋庸置疑，人类可以读懂狗狗的情绪，但关于狗狗能否读懂人类的情绪这一问题，还有很多争论。 在过去的几年里，科学家进行了大量实验，以研究狗狗是否有能力识别人类的情绪。研究表明，狗狗主要通过视觉和听觉结合、听觉、嗅觉三种途径来识别人类的情绪。 通过视觉和听觉结合线索识别人类的情绪 一项新研究表明，狗狗能够将人类高兴或悲伤的面部表情与其相应的声音进行匹配，通过视觉和听觉线索来识别人类的情绪。 在这项研究中，狗狗们被命令坐在两个屏幕前，研究人员在两个屏幕上为狗狗们展示高兴或愤怒的人脸图片，同时配以人类相应情绪的声音。 通过观察17只来自英格兰的宠物狗，研究人员发现，当展示高兴的人脸图片和相应情绪的声音时，狗狗们盯屏幕的时间*长；但给同样的图片配以无感情的声音时，狗狗们则表现得不感兴趣，盯屏幕的时间较短。 在另一项研究中，照片上的人类表现出六种基本情绪（恐惧、快乐、愤怒、惊讶、悲伤和厌恶）之一，研究人员观察狗狗在只看到这些人脸照片时的反应，发现狗狗会像人类一样使用左右脑来控制身体。大多数狗狗在看到快乐的表情时，头会向右转——表明它们用左脑处理正面情绪；在看到生气、恐惧的表情时，头会向左转——表明它们用右脑处理负面情绪。此外，当看到人类明显的情绪变化时，狗狗的心跳会显著加快。 在上述两项研究中，狗狗事先没有接受过任何相关训练，研究人员也没有让其对所展示的图片或音频预先熟悉。研究人员称，作为高度社会化的物种，狗狗能识别人类情绪的能力是非常有用的，这种能力可能是先天的，也可能是经过很多代的驯化后才得到的。 通过听觉线索识别人类的情绪 我们都知道狗狗的听觉非常敏锐，尤其是当你打开一盒新鲜狗粮的时候。研究发现，狗狗还能仅仅依靠听觉来识别人类的情绪。 在这项研究中，研究人员在房间中央放置一碗狗狗的食物，两边各安装了一个扬声器，用来播放相同音量的人类非语言声音，例如以笑声作为快乐的声音，以尖叫声作为恐惧的声音。 科学家想通过这个实验，了解狗狗听到特定的声音会把头转向哪边，观察结果将帮助研究人员确定狗狗是依靠大脑的哪部分来感知人类情绪的。 研究发现，当狗狗听到左侧扬声器里的尖叫声时，头会向左转；当它们听到右侧扬声器里的笑声时，头会向右转。但播放厌恶和惊讶的声音时，狗狗们并没有显示出明显的扭头行为，研究人员猜测，这是因为情绪的体现更依赖于具体情境，如果没有更多的信息，狗狗们可能不知道如何理解厌恶和惊讶的情绪。 总体来说，狗狗似乎只用耳朵就能听懂人类的情绪，至少可以理解快乐、恐惧的情绪。 通过嗅觉线索识别人类的情绪 有句谚语说：“动物能嗅出我们的恐惧。”研究发现，狗狗真的能“闻”到恐惧和其他情绪，而且也能切身体会到这些情绪并做出相应的反应。 发表在《动物认知》杂志上的一篇研究报告显示，狗狗仅仅通过嗅觉就能识别人类的情绪，并以此来调整自己的情绪和情感。当它们的主人“闻”起来很开心时，狗狗也会表现得很开心，对周围的陌生人更好奇；但当它们的主人“闻”起来很害怕时，狗狗会表现出很害怕的样子，并且会避开陌生人。 研究人员做了一系列有趣的实验，实验对象包括四十名男性狗主人、他们的狗狗——拉布拉多和金毛，以及一名陌生人。研究人员让狗主人们分别观看《闪灵》和《奇幻森林》两部电影，以表达出恐惧和快乐的情绪，并采集他们的汗液样本。然后，他们把主人、狗狗和陌生人带到同一个房间里，并让狗狗闻各个人在恐惧或快乐时的汗液样本。 研究结果显示，狗狗的情绪和反应与狗主人被采集样本时的一致。当闻到恐惧汗液样本的味道时，狗狗心跳加快，表现出更多的压力迹象，倾向于忽略陌生人，并向其主人寻求安慰；当闻到快乐汗液样本的味道时，狗狗对陌生人表现得更放松，还会好奇地嗅他。 尽管我们并不知道这种反应究竟是源于人类对狗狗的驯化，还是因为狗狗天生就有同理心，但这项研究无疑加深了人类对狗狗的了解。狗狗能够把来自不同感官的信息组合起来识别人类的情绪，它们是唯一被观察到有这种能力的生物——除人类自身之外。 下次和狗狗玩耍的时候，你可以试着看看它能否感受到你的情绪。 02狡猾的捕食者——座头鲸 座头鲸捕食是自然界中一种非常奇妙且震撼人心的景象，在食物充足的夏季，一头成年座头鲸每天会花费近20小时捕食，一天就能够吃掉超过一吨的食物。那么，它们是怎样进行捕食的呢？ 冲刺式捕食法（lunge-feeding） 海洋中的庞然大物以非常小的海洋生物为食，这好像说不通，但是须鲸科鲸鱼——其中包括座头鲸——就是如此。座头鲸通过吞食大量的磷虾和小鱼来生存，当发现磷虾群或鱼群后，座头鲸会侧着或仰着身体加速猛冲，在接近鱼群或虾群时张开大嘴，下颌的褶皱张开，借助冲力将海水和食物一起兜进嘴里，再通过上颌那些梳子状的鲸须把海水过滤出去，将食物留在口中。 但是，鱼群通常反应迅速，会快速散开，座头鲸经常无法如愿获得丰盛大餐。那么，座头鲸还有更好的捕食办法吗？ 陷阱捕食法（trap-feeding） 一篇研究文章称，有些座头鲸会设置陷阱来捕食分散的鱼群中的幼年鲱鱼。鲸鱼专家通过对加拿大温哥华岛海岸附近的座头鲸进行观察和研究，发现在鱼群密度较小的情况下，座头鲸会把嘴张开一半，露出水面，给小型猎物一种错觉，认为这里有个安全的“避难所”。 此时，为了躲避潜水鸟类（*常见的是海雀）的捕食，这些鱼便自觉地聚集在座头鲸的嘴里或嘴的附近，此时，座头鲸便会“趁火打劫”，用它的胸鳍把鱼推进嘴里，从而诱捕成功。这种新的捕食策略被称作“陷阱捕食法”，座头鲸用此方法觅食，比在鱼群密度较大时用冲刺式捕食法觅食所消耗的能量要少。 研究人员自2011年以来就一直在观察这种捕食法，他们表示，这种方法正逐渐被座头鲸普遍用于觅食：研究开始时，只有两头座头鲸被证实会使用陷阱捕食法，到2015年，这一数字上升到了16头，而目前已经有超过20头座头鲸学会了对更小、更分散的幼年鲱鱼群使用这种策略。 这些结果表明，座头鲸有能力创造和学习新的觅食策略，这有助于它们更有效地捕食特定的猎物。 气泡网捕食法（bubble-net hunting） 2018年4月5日，美国杜克大学海洋机器人和遥感实验室的一架观察鲸鱼的无人机，在南极海岸拍摄到一对鲸鱼合作捕食的场景。这对鲸鱼顺时针、呈螺旋状地向上绕着磷虾游动，每隔一会儿就通过气孔释放出一串串气泡，将磷虾圈在当中，然后继续绕圈呼出气泡，使气泡圈的范围越来越小，从而用它们“织成”的气泡网将磷虾困在一个很小的区域内。当时机成熟时，这两头鲸鱼便从气泡圈底部向上垂直冲出，张开巨口，将浓密的磷虾群兜进口中。这就是著名的“气泡网捕食法”。 也许你会问：气泡能有多大威力，怎么可能挡得住磷虾群？事实上，由座头鲸喷出的气泡“织成”的气泡网的直径可以达到30米，如此巨大的气泡连成串，威力还是相当惊人的。 鳍状肢帮助捕食（pectoral herding） 一项研究表明，为了一口能够吞食更多的鱼，座头鲸还有新的捕食花招：吹完气泡网后，座头鲸用它们的鳍状肢在气泡网里助攻，制造第二个屏障，它们上下移动鳍状肢，引导鱼类向它们张开的嘴巴中游动。 这种方法的捕食效率更高。