2016.09.10
有趣的科學實驗「烏賊會算數」
昨天小學週會主題為自然與生態,聘請講師說明生態環境與生物。正想如何引導自然界的奇妙時,看到報紙報導清華大學師生向全世界宣告:烏賊真的會算數。真是有趣。
德國章魚哥保羅因預測足球賽而爆紅,清大烏賊哥不遑多讓,清大團隊發現烏賊有數感,包括感數和算術能力,能分辨2比1大、5比4大,數量越多計算越久,研究登上國際期刊自然(Nature),還被選為精彩報導。
大部分的小朋友對生物都很有興趣,能夠適時提供各種科學新知,激發孩子進一步認識的興趣,是科學學習的第一步,尤其是從周遭生活中取材,更深具趣味性。過去研究發現,不少動物都有數感,如小猴子、蜜蜂、麵包蟲,而烏賊和章魚被認為是很聰明的動物,但從未證實過是否有數感,因此清華大學師生透過實驗,進一步瞭解烏賊。
清大教授焦傳金指出,數感分為兩大系統,包括不用去算就能知道數量的感數能力以及算術能力,而他們利用烏賊天生的捕食行為去做實驗,觀察它們在食物數量上的偏好選擇,從活蝦實驗中可發現,烏賊會選擇數量多的一邊攻擊,且數量越多時,烏賊選擇的時間也越長。
為驗證烏賊是否具有真正的數感,研究團隊進一步控制活蝦的密度,讓兩邊密度相同但數量不多,另外又將活蝦變成死蝦,結果發現,在這兩種情形下,烏賊仍然選擇數量多的一邊攻擊,進一步證實烏賊能藉由算術分辨食物的多寡。研究指出,烏賊除了能分辨數量大小,也發現烏賊會根據食慾改變捕食選擇,面對1隻大蝦、2隻小蝦的選擇,烏賊飢餓時會選擇1隻大蝦,肚子不餓時會選擇2隻小蝦,和人類飢餓狀況下的行為一致,飢餓時會偏好高風險、高報酬,不餓時會選擇避險,可見烏賊也有風險評估能力。
烏賊會算數!烏賊透過捕食行為,能成功分辨出蝦子數量的多寡,類似1、2歲的嬰兒能力,這次透過蝦子捕食的實驗,把2個透明盒子分別裝入不同數量的蝦子,讓烏賊用其捕食的「攻擊腕」(最長1對觸手)選擇,透過實驗證實,烏賊在1與2、2與3、3與4、4與5等實驗中,紛紛選擇數量最多的一邊。且當蝦子數量增加,烏賊選擇的時間也變長,等於烏賊「有在算」,證實烏賊具有「數字感」,烏賊視覺很強,其大腦的「視葉」非常發達,加上也具有「工作記憶」,能短暫記憶,而該運作也與其大腦的「垂直葉」有關,可能屬於不同演化系統下的神經發展脈絡。
烏賊在面臨比較難的選擇(4比5)會比簡單的(1比2)所花的時間更多,表示烏賊不只是具有「感數」能力,而是藉由「算術」分辨食物的多寡,與數量的大小。
烏賊很聰明,如何幫他證明?終於有了新發現,這對於小學生而言,帶領探索、發現新世界,是一門有趣的課程。
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