從動物觀點「看」世界、「想」問題

從動物觀點「看」世界、「想」問題
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我們想讓你知道的是

任何人閱讀完法蘭斯.德瓦爾的《你不知道我們有多聰明》這本書,應該都會跟我有一樣的想法,那就是我們對動物的了解實在太少了,牠們到底在想什麼?為何會那樣做?牠們的行動有目的嗎?

文:焦傳金(清華大學系統神經科學研究所所長)

很多人都曾聽過莊子與惠子的「濠梁之辯」,尤其是當莊子說:「這些魚兒多麼快樂啊!」惠子卻問:「你又不是魚,怎麼知道魚是快樂的?」莊子反問惠子:「你又不是我,怎麼知道我不知道魚的快樂?」這個經典對話點出了研究動物行為的困難,但也提醒我們,若是要了解動物的行為,就必須從動物的觀點「看」世界、「想」問題。

任何人閱讀完法蘭斯.德瓦爾的《你不知道我們有多聰明》這本書,應該都會跟我有一樣的想法,那就是我們對動物的了解實在太少了,牠們到底在想什麼?為何會那樣做?牠們的行動有目的嗎?這些問題真的不是從人類的自身經驗可以理解的,有時甚至會產生偏見與誤解。我本身也是一位研究動物行為的科學家,我非常認同作者的觀點,在本書的結尾,我希望能與讀者分享我的閱讀心得,並從我自己的學習歷程來探討研究動物行為的樂趣。

我最早接觸動物行為學(Ethology)是在大學時期,除了積極修課與廣泛閱讀外,我也在當時中山大學海洋生物研究所莫顯蕎老師實驗室進行「關公蟹的攜物行為」的專題研究。這是一個有趣的實驗,因為關公蟹在海洋中會利用後面幾對腳將海膽或其他生物揹負在背甲上,以達到保護或偽裝的目的,我們很好奇牠們如何選擇要揹負的東西,於是我們先讓關公蟹揹一個鐵製的罐頭蓋,然後逐漸在上面加入不同重量的磁鐵塊,直到牠們放棄揹負的東西。這雖然是一個很簡單的實驗,但對一個大學生來說,能有機會親身參與動物行為實驗的設計與執行,的確是一件令人興奮的事,後來又能在台大舉辦的第一次動物行為暨生態研討會中發表成果,對我來說意義非凡!

然而我真正開始認真思考本書所提到的尼可.丁伯根(Niko Tinbergen)動物行為學中的「四個為什麼(Four Whys)」,是在美國念研究所的時期。這是在研究動物行為的理論中最重要的四大支柱,也就是基於他在一九六三年的一篇論文「On aims and methods of Ethology」所提出的動物行為學四個提問,分別是「(mechanism)行為的運作機制為何?」、「(adaptive value)行為對動物的影響為何?」、「(ontogeny)行為的發育過程為何?」及「(phylogeny)行為的演化歷程為何?」。若是要徹底了解任何觀察到的動物行為,我們就必須要能回答這「四個為什麼」。雖然當時尼可・丁伯根並沒有討論到「演化認知」的議題,但他的動物行為學四大提問一直深深影響著我,我無論做什麼樣的研究題目,總是環繞著這「四個為什麼」。

在研究生時期,我也師承歐洲學派的動物行為學,如同作者一樣,我們都堅信要了解動物的行為,必須在大自然中觀察,並依據牠們的生活型態來設計實驗,而不是在實驗室中用人為方式來操控動物的行為。另一則有趣的關聯是,在我曾經待過的美國木洞海洋生物實驗室(Marine Biological Laboratory, Woods Hole)的圖書館牆上,竟然高掛著路易士.阿格西(Louis Agassiz)的名言「研究自然、而非書籍(Study nature, not books.)」,它提醒了我們觀察自然才是創意與靈感的來源,即使是在擁有眾多藏書與期刊的圖書館中,真正的知識是來自大自然,而不是書本!

因此,無論是珍.古德(Jane Goodall)的野外紀錄,或是作者在動物園的長期研究,這些「近身觀察」都是他們能夠充分了解靈長類行為的重要關鍵。我過去也經常在珊瑚礁潛水,與我的指導教授湯瑪斯・克隆尼(Thomas Cronin)一起在水下近距離觀察螳螂蝦與其他魚類的行為,這些野外工作雖然辛苦,但每次實地觀察動物在自然棲地的行為,總能引發我們對實驗設計的新想法,更重要的是,在自然環境中(而非實驗室內)研究動物行為,有助於我們理解作者在文中所提到的「環境界」這個概念,也就是德國生物學家魏克斯庫爾(Jakob von Uexküll)所指稱的:提出一個觀看動物的嶄新視角——「環境界」(Umwelt,德文「周遭世界」之意)。

若我們要以動物的觀點去理解牠們的環境,那麼我們必須要知道牠們的感覺與知覺,並以牠們的感受來解讀牠們的行為。以我研究的視覺領域來說,我們知道許多動物的視覺能力與人類有很大的不同,例如:蜜蜂可以看到紫外光的顏色,蝴蝶可以偵測到偏振光訊號;烏賊與章魚雖然空間解析度很好,但牠們卻是色盲等。因此在研究上,我們必須隨時提醒自己,不能直接用我們眼睛所看到的情況來想像動物的世界,而應該設計適當的感測器來記錄牠們所看到的訊號,並根據牠們視覺系統的運作方式,來模擬牠們所感受到的環境,也就是「從動物的眼睛看世界」。

在幾年前,我與台大昆蟲系的楊恩誠老師合作,建立一套「蜜蜂相機」,也就是利用已知的蜜蜂三種感光細胞光譜設計濾片來拍攝蜜蜂眼睛所看到的世界。當時我們正與東海大學生科系的卓逸民老師合作進行人面蜘蛛體色的功能性研究,雖然人面蜘蛛對我們來說,「看起來」真的很像人臉,但我們想知道蜜蜂是否真的可以「看到」人面蜘蛛上的鮮黃色圖案?畢竟人與蜜蜂的眼睛很不一樣。於是我們利用蜜蜂相機拍攝人面蜘蛛在自然棲地的狀態,進而模擬牠們所看到的人面蜘蛛的樣貌,在過程中我們還得考慮空間解析度的問題,因為已知蜜蜂複眼遠不如人類單眼可以看得那麼清楚,所以我們不能直接將相機所拍攝到的影像當作是蜜蜂所看到的世界。