[Review] 認知行為學在偽裝色的演化中扮演的角色


photo from dailymail

標題:Cognition and the evolution of camouflage

摘要

Camouflage is one of the most widespread forms of anti-predator defence and prevents prey individuals from being detected or correctly recognized by would-be predators. Over the past decade, there has been a resurgence of interest in both the evolution of prey camouflage patterns, and in under- standing animal cognition in a more ecological context. However, these fields rarely collide, and the role of cognition in the evolution of camouflage is poorly understood. Here, we review what we currently know about the role of both predator and prey cognition in the evolution of prey camouflage, outline why cognition may be an important selective pressure driving the evolution of camouflage and consider how studying the cognitive processes of animals may prove to be a useful tool to study the evolution of camouflage, and vice versa. In doing so, we highlight that we still have a lot to learn about the role of cognition in the evolution of camouflage and identify a number of avenues for future research.

photo from wohinauswandern

隱蔽與偽裝一直是科普教材的最愛,放一張圖片讓大家來尋找目標物種在哪裡,體驗生物體色的驚奇變化,讚嘆為何能如此躲過大家的視線,必然也能躲過野外的眾多天敵。姑且不論隱蔽、偽裝與擬態在定義上的分野(很多文章會把這些名詞混為一談,但這其實不容易弄清,科學家們也吵過架,日後我會發專文詳談各名詞的定義與使用),光是上述所說的狀況,就是讓人類扮演捕食者的角色,尋找自己的獵物,而當你面對這樣的圖片時會有什麼反應?仔細的慢慢尋找?快速的搜尋?如果找到一次,第二次是否更容易找到?

這些想法與認知都可能出現在野外的捕食者,而野外的這些生物面對的是更嚴酷的三維空間的搜尋,以及路過就沒得吃會餓死的壓力,反過來說,獵物所經歷的就是一旦被發現就可能喪命的風險。

因此認知行為必然在偽裝/隱蔽的演化上扮演重要的角色,但是究竟如何運作,捕食者實際上會做出什麼行為,在這篇文章中整理了近十年來用認知行為學的方式進行測試,通常是以家雞與Opisthograptis luteolata的幼蟲(尺蛾科)進行實驗。現在已經知道當捕食者沒經驗的時候會傻傻的把枝條當成可以吃的,但經歷過之後就會放慢攻擊的速度,似乎有某種程度的判斷。

Opisthograptis luteolata 幼蟲
photo from http://www.fredmiranda.com/forum/topic/1250262

捕食者判斷這類的獵物時,有很大部分依賴自身經驗所產生的搜索印記 (searching image),也就是說必須經歷過才能對獵物產生選汰壓力。那麼對於實際上是否有夠多的個體有這樣的經歷,或是能透過社會性的交流來學習,我們都還不知道,對於這些關鍵還需要更多未來的研究才能揭開迷團。

這可以從下圖來說明:
這是一個測試,將鳥分成兩組,其中一組只給單一隱蔽性獵物(實線),另一組給兩種隱蔽性獵物(虛線),分別各給10個測試,1次測試連續呈現20次獵物。左圖說明無論是經歷一種或兩種,捕食者的學習速度會呈現漸進線的曲線(就是會趨近一個數值,而不會無止盡的上升或下降),右圖呈現的是當鳥同時面對兩種獵物時,搜索印記似乎很難產生。結果就是捕食者面對越多種隱蔽/偽裝獵物時,就更難注意到原來有這樣的東西可以吃,這個忽略就讓隱蔽/偽裝的獵物有演化的空間。而對捕食者來說,就是會忽略這樣的獵物



photo from Fig. 1
即使如此,作者也不停強調,我們對於這樣的認知還是知道的太少,但瞭解捕食者的認知行為的確有助於推測這種性狀的演化。

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