鲸鱼的大脑能让我们了解自身的社会结构

A humpback whale breaches off the coast at Clovelly Beach in Sydney, Australia, June 19, 2016.
Whales and dolphins have some of the biggest brains on earth, and one of the most complex societies.Image: REUTERS/David Gray
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人类与其他任何物种都截然不同。我们建立了阶层化国家,殖民了地球上几乎所有栖息地,如今还在寻求移居其他星球。事实上,我们如此先进,以至于我们的一些创新——例如化石燃料技术、集约化农业和大规模杀伤性武器——最终可能导致我们走向覆灭。

即使是我们最近的亲缘物种灵长类动物,也不具备发达的语言、累积文化、音乐、象征和宗教等特征。然而,科学家对于人类为何、何时以及如何进化出这些特征,至今仍未达成共识。不过,幸运的是,也有一些非人类动物在某种程度上进化出了社会和文化。我们最新的研究发表于《自然·进化与生态学》,探讨鲸类(鲸鱼和海豚)能教会我们什么,让我们了解人类进化。

人类特征的起源之所以难以追溯,是因为社会行为不会形成化石。因此,我们很难弄清文化行为何时以及为何首次出现在人类谱系中。艺术品、随葬品、技术先进的武器和陶器等物质文化,在考古记录中十分罕见。

此前针对灵长类动物的研究表明,灵长类动物的大脑越大,往往社会群体越大、文化和行为越丰富,学习能力也越强。大脑较大还与富含能量的饮食有关,也与较长的寿命、较长的幼年期和较大的体型有关。但研究人员试图厘清这些不同特征究竟是大脑较大的原因还是结果时,彼此间却意见相左——常常各说各话。

一种流行的解释是社会脑假说。该假说认为,我们的思维以及由此形成的大脑,进化是为了应对生活在信息丰富、充满挑战且不断变化的社会环境中所面临的问题。这些挑战包括争夺和分配食物及资源、协调行为、解决冲突,以及利用群体中其他成员产生的信息和创新。

然而,尽管有大量证据表明脑容量与社交技能有关,关于社会生活在认知进化中所起作用的争论仍在继续。其他理论认为,灵长类动物的大脑进化是为了应对森林环境的复杂性——无论是为了寻找水果,还是在视觉上辨识三维世界中的路径。

海底世界

不过,生活在丰富社会世界中的并不只有灵长类动物。昆虫、鸟类、大象、马和鲸类也一样。

鲸类尤其有趣:我们不仅知道它们会做许多有趣的事,有些还生活在多代群体中,而且它们也拥有动物界中最大的脑。除此之外,它们不吃水果,也不生活在森林中。因此,我们决定评估鲸类是否存在社会脑或文化脑的证据。

鲸类的另一个优势是,世界各地的研究团队几十年来一直在记录并揭示它们的社会生活。相关发现包括似乎能识别个体的标志性哨声、合作狩猎、复杂的歌声和发声、社会性玩耍以及社会学习。我们将所有这些信息汇编成数据库,并评估物种的文化丰富程度是否与其脑容量及其所处的社会类型有关。

我们发现,大脑较大的物种生活在结构更复杂的社会中,拥有更多文化行为和习得行为。相对脑容量最大的物种群体是体型较大的鲸形海豚,其中包括伪虎鲸和领航鲸。

虎鲸和抹香鲸体现了这一光谱的两个端点。虎鲸有文化传承的食物偏好——有些种群偏好鱼类,另一些则偏好海豹。它们还会合作狩猎,并由雌性首领带领群体。抹香鲸则有真正的方言,这意味着不同种群有各自独特的发声方式。相比之下,一些体型较大的须鲸脑容量较小,以磷虾而非鱼类或其他哺乳动物为食,生活相当独居,只在繁殖季节和食物丰富的地点聚集。

关于这些神奇的生物,我们仍有许多需要了解。有些物种因我们知之甚少而未纳入分析。例如,有一整类喙鲸拥有非常大的脑。然而,由于它们在深水中潜水觅食,目击记录十分罕见,我们几乎不了解它们的行为和社会关系。

尽管如此,这项研究确实支持这样一种观点:物种社会生活的丰富程度可以由其脑容量预测。我们在一个与灵长类动物截然不同的独立类群中发现了这一点,这使其更具重要意义。

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