“左撇子”的动物们

来源 :发明与创新(学生版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:andyower_2009
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  诺拉·苏尔兹是一位德国作家和画家,她上小学时不擅长做手工,因为她是天生的“左撇子”。她每次面对那些不适合左手的工具和技艺时都会感到很困惑:为什么人类生来就有左右手的倾向呢?
  不过,对诺拉来说,“左撇子”习惯除了让她在做手工时感觉不便、手腕稍觉酸疼之外,倒也没什么大的影响。
  相比之下,对于一只右眼观察能力大大逊于左眼的蟾蜍来说,这种左右两眼不对称的偏侧特性就可能造成性命之忧:如果一条蛇从右边突袭它,它可能无法及时躲避。
  令人困惑的是,这种被称为“偏侧优势”的现象存在于动物王国的所有动物中,其表现是,在它们的各种活动中更倾向于、或者说更喜欢使用某一侧的爪子、眼睛或触须。在危急关头,这种偏侧性倾向甚至会给它们带来灭顶之灾。
  
  探索左右偏侧现象
  
  这种“偏侧优势”是左右大脑功能的偏侧化造成的。动物为什么会进化出这样一种会给它们自身带来危险的特性呢?
  动物心理学家在进行了大量的实验后,认为他们终于找到了答案:在进化的过程中,大脑与身体这种不平衡的关系,其实是给动物带来过一些益处的,只是这些益处一直被我们忽略掉了。
  之前,研究人员设想,在不很遥远的过去,独特的左右手习惯是人类语言能力发展的副产品。也就是说,语言能力是由左半球大脑支配的,因此左右手偏侧习惯与人类语言能力的形成有着密切的联系。
  然而,当研究人员发现所有动物都拥有这种左右偏侧倾向时,这种理论就很难站得住脚了。
  上世纪70年代,澳大利亚科学家在研究小鸡的记忆能力和学习能力时,给小鸡大脑注射了一种叫做环己酰亚胺的化合物,以影响它们在鹅卵石“迷魂阵”中发现谷粒的学习能力。
  结果发现,这种化学物质只对小鸡的左半球大脑起作用,而对其右侧大脑作用甚微,或根本不起作用。这表明,动物的两侧大脑也有左右分工,大脑功能偏侧化不是人类独有的。
  
  左右偏侧分工的优势
  
  什么决定了某个个体的偏侧倾向以及程度呢?遗传肯定是一个因素,但环境因素也会施加影响。
  比如,澳大利亚科学家莱斯利·罗杰斯发现,小鸡的右倾向性取决于小鸡在孵化出来之前所受光线的影响——如果在整个孵化过程中,鸡蛋一直置于黑暗之中,小鸡大脑两半球都不会拥有特别的优势。
  2004年,罗杰斯开始研究大脑的这种偏侧倾向究竟会给动物带来什么益处。她将在不同条件下孵化的大脑偏侧性强弱程度不同的两窝小鸡进行比较后发现,由于每侧大脑分别处理来自左右双眼的信息,大脑偏侧性有助于鸡在同一时间内更好完成多种任务,比如一只眼睛警惕捕食动物的袭击,另一只眼睛同时搜寻食物。
  为了证实这两组小鸡的行为有何不同,罗杰斯还做了一个实验:在一小堆鹅卵石中撒下一些谷粒,同时用一只假捕食鸟悬在小鸡们的头顶上飞来飞去。实验结果正如她所想的那样,被光线照着孵化出来的小鸡,由于大脑组织产生了左右分工,它们可以用右眼寻找谷粒,用左眼警惕捕食鸟的动向;而在黑暗中孵化出来的小鸡,由于没有大脑左右分工的优势,它们无法决定是警惕捕食鸟好呢,还是寻找食物好。
  同样的情况也发生在其他动物群中。意大利科学家对大脑偏侧化程度不同的金腹底鳉鱼进行研究。在捕食动物的虎视眈眈之下,大脑偏侧化程度较强的金腹底锵鱼捕食虾的效率是大脑偏侧化程度较弱者的两倍。
  对鱼类和鸟类这样的动物来说,给大脑两侧分派不同的任务可能拥有一些特别的优势,因为它们的眼睛分别生长在脑袋的两侧,两只眼睛的视野几乎没有重叠交汇的可能性,两侧分别接收来自外部世界的信息,在大脑中并行不悖地同时处理两套信息。
  因此,相对于两只眼睛都长在前面的灵长类动物来说,鱼类和鸟类的大脑左右偏侧现象更为重要。
  然而,还有其他许多左右偏侧现象却无法以这一理论加以解释。比如,为什么一些动物倾向于用左边或右边的爪子或脚来做几乎所有事情呢?会不会有一种普遍适用于所有有着偏侧倾向动物的认知优势呢?
  为了弄清这一点,澳大利亚麦考瑞大学的玛丽亚·玛佳特和库鲁姆·布朗以鹦鹉为实验对象进行研究,因为这种动物对双脚的使用也像人类一样,既有“左撇子”和“右撇子”之分,也有左右都能灵活使用的。
  他们给鹦鹉设计了一个比较难的“智力游戏”:在鹦鹉的鸟喙上挂上一条细线,细线上悬挂着它们喜爱的食物,让它们利用脚爪和鸟喙的协同努力来拉动细绳,吃到食物。
  实验结果表明,左右偏侧性最为明显的鹦鹉解决问题的能力,比没有左右偏侧性的同伴要快得多。
  左右偏侧性是如何导致认知能力上的优势的?目前还不甚清楚,虽然不排除多任务处理的因素在内。偏侧性使得大脑将多任务信息区分开来,将复杂任务的各个部分在大脑两半球的不同区域进行处理,从而分别对信息高效地进行处理。例如,一侧大脑可能用来处理比较确定的、例行的“事务管理”,而另一侧大脑则用来处理意料之外的情况,或具有挑战性的较难的问题。
  
  “左撤子”产生于生存竞争
  
  以上所有这些研究只能说明,给动物带来益处的是偏侧性的程度,而不是偏侧性的方向。于是,另一个疑问随之而来:为什么某个物种中的大多数个体都偏向于相同的一侧,从而使得它们的行为对于捕食者、被捕食者或竞争者来说都具有可预见性,而在整个群体中为什么又总会出现少数几个与众不同、反其道而行的“古怪者”呢?
  有科学家认为,这种现象与博奕论有关。一些数学模型表明,每一个动物群体都由绝大部分相同偏侧性的个体组成,另外加上一小部分的“不合群者”。
  可以想象这样一副情景:在一个由许多个体组成的群体中,一直都要面对来自捕食动物的威胁,例如海里游的鱼时时都有被鲨鱼捕食的危险。而在这种情况下。数量也是构成安全的一个重要因素,因为对于某一条鱼来说,它周围的同伴越多,它本身被捕食的危险就越小。所以,当一条凶猛的鲨鱼袭来之时,与群体保持同步,一起转向,生存下来的可能性就会更大些。
  但另一方面,科学家指出,群体中向另外方向逃走的极少个体可能因此获益。它们离群而逃的方向出乎捕食动物的意料,因此,它们逃生的希望也就越大,但前提是,这种与群体反其道而行的策略只有在非常罕见且不可预料的情况下才会有效。
  数学模型表明,在面对各种进化压力时,最稳定发展的群体正是那些大部分个体的偏侧性为同一方向,同时伴有少数个体偏侧性方向正好相反的群体。
  在一个群体中,偏侧性的多数与少数之间的交替换位也在一个群体中时有发生,这就解释了为什么在许多物种中存在着各种不同形式偏侧性现象之原因。
  例如,大量研究发现,蜥蜴、涉禽、暹罗斗鱼和灵长类动物等,它们的一些合作行为,如求爱炫耀、父母与后代之间的关系、同伴中的互相打斗等,都表现出明显的偏侧性倾向。
  向左还是向右,取决于两种竞争因素,一种是有益于同伴间友好的合作关系,一种是有利于出其不意地向对方发起攻击的敌对关系。
  这也在一定程度上解释了为什么在人类社会中存在着“左撇子”现象的原因。大量研究表明,“左撇子”在许多有着直接对手的体育项目中都占据了优势,如网球运动和拳击运动。在一个以“右撇子”为主社会里的“左撇子”也许确实获益不少,他们高度偏侧化的大脑能够更好地应对复杂的认知挑战,更好地接受更高等更深奥的知识。
  对于文章开头中提到的诺拉来说,在学校手工课上由于工具不称手令她非常尴尬。但可以相信,如果有一套适合“左撇子”的工具,那么这样的窘况就根本不会出现了。
  诺拉知道自己在图画和缝纫上的成绩确实不尽如意,但她开玩笑地说:“如果有人拿这一点来取笑我,那我也许会用我的左手出其不易地给他一拳,让他大吃一惊。”
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