图1:左测是鸟类大脑,右侧是人类大脑,同样颜色对应大脑同样的功能。 图2:鸡脑(图片来源大连金石滩生命奥秘博物馆展品)。 |
鸟类为了飞行,进化出了很多与众不同的解剖结构。他们的一些骨头已经融为一体,甚至消失不见;沉重的牙齿和嘴变成了轻巧的喙;大部分骨骼变成了中空轻巧的结构;消失的膀胱、缩小的心脏、只剩一个的卵巢,等等。
这所有的改变都使得鸟类变得更加容易飞行,甚至连它们的大脑体积都明显更小。一只鸸鹋的大脑质量只占身体的0.06%,与此同时,人类的大脑质量则要占身体的2%。
另外,鸟类的大脑结构似乎也更原始。我们都知道,大脑的最外层有弯弯曲曲、充满沟壑的结构,这一层结构越弯曲、复杂,沟壑越深,大脑就越聪明。这一层最外层的大脑结构,被称作大脑皮层。鸟类大脑的最外层极其平滑,几乎完全是由象征着古老而低等的爬行类的一簇簇神经元组成的。但是,更小的大脑是否意味着鸟类为了飞行而牺牲了智力呢?
日本仙台市的乌鸦,可以利用人类的汽车砸开坚果。它们把坚硬的难以啄开的胡桃坚果放在慢速行驶的汽车轮子前,等待汽车经过后压碎坚果。为了保证自己的安全,这些乌鸦们还学会了辨认红绿灯。这些乌鸦在红灯期间走到汽车前,把坚果放好,然后跳回路边等待绿灯。当汽车经过碾压好坚果以后,乌鸦们又回到路上取回它们的果肉。
如果说,利用人类的红绿灯和汽车为自己获得一份饕餮盛宴,已经让你开始感叹鸟类的智力的话,那么,接下来的故事,更会让你开始钦佩身边那些飞来飞去的小脑袋了。
美国华盛顿大学野生动植物学家约翰·梅尔茨卢夫博士惊讶地发现,乌鸦具有识别人脸的能力。为了测试乌鸦对面孔的识别能力,梅尔茨卢夫博士和他的学生分别带上橡胶面具,其中指定某一张人脸面具是“危险的”,一张面具是“中性的”,带“危险的”面具的研究员捕捉了7只乌鸦,并在它们身上做记号后放飞。
在随后的几个月里,研究员和志愿者分别佩戴不同种类的面具,并且只按照规定的路线行走,不打扰乌鸦。然而在几个月里,乌鸦还是没有忘记之前“危险的”面具的那张脸,它们拼命向戴“危险的”面具的人大叫,即使面具一部分被帽子遮住也仍然无法让它们镇静下来。而这些朝他们大叫预警的乌鸦数量高达47只,远远多于之前捕捉的7只。这说明这些乌鸦不单单具有识别人脸的能力,甚至还能彼此之间交流这样复杂细致的信息。
其他关于鸟类智商的例子更是数不胜数。新喀里多尼亚乌鸦能够运用植物枝叶制作出基本的小棒、带钩棒和带刺棒等工具;在太平洋加拉帕格斯群岛上生活的啄木鸟使用工具捕获的充饥物,占食物总量的50%;鸦科和鹦鹉科的鸟除了使用工具以外,更具有创新和简单的语言理解能力。甚至有学者认为,某些鸟类可能对过去、未来和自我都有意识。
那么问题来了,如果鸟类如此聪明,会使用工具,使用语言,有学习能力,甚至可能有更强大的大脑功能的话,那个体积上更小、结构上看起来又很原始的大脑究竟是怎么做到更聪明的呢?
原来,鸟类大脑也有类似人类大脑皮质的复杂神经系统,因此它们可以做出复杂的行为。这是由于它们已经脱离哺乳动物,独立进化了3亿年以上了,因此它们的大脑和哺乳动物不一样。
在鸟类学中,这种类似大脑皮质的系统被称为背侧室嵴(DVR),它和哺乳动物的皮质一样,都是源自胚胎脑部发育过程中一个叫做大脑皮层的地方,之后才逐渐成熟,形成和哺乳动物的大脑皮质结构完全不同的组织。哺乳动物的神经细胞分成6层,而鸟类中类似皮质的组织直接是一簇一簇的,就像蒜瓣一样,使得它们表面看起来形态变得很不一样。
正如图1中所见,绿色部分主要是大脑皮质,是高级神经活动的地方,因为有了皮质我们才有复杂的语言功能、学习能力、想象力、抽象思维、情绪等大脑活动。粉色部分被称作纹状体,主要负责很基础的“本能”功能,如调节肌肉、协调运动,等等。
因此,我们可以看出,实际上鸟类大脑虽然小巧平滑,但仍然具有复杂的高级神经功能,所谓“麻雀虽小、五脏俱全”。其实,它们不仅仅五脏俱全,连大脑都发达得惊人,是名副其实的“聪明的小脑袋”。
(作者系大连生命奥秘博物馆专职科普工作人员。指导教师:大连医科大学教授隋鸿锦)