科學好故事|蜘蛛其實比你想象的更聰明
來源：knowablemagazine
撰文：Betsy Mason
翻譯：勻琳
圖1：認知研究人員發現小小的蛛形綱動物擁有驚人的能力
人們傾向於將智力與大腦的大小聯繫起來。作爲一般準則，這似乎有一定道理：更多大腦細胞，意味着更多的智力。人類，以及我們認爲尤其聰明的許多其他動物（如黑猩猩和海豚），都具有很大的大腦。長期以來，人們也一直認爲，最微小的大腦壓根沒有能力去支持複雜的心理過程。但假如事實恰恰相反呢？
地球上的絕大多數動物物種都相當小，其中只有極少一部分被研究過，而研究這些微小的動物中又極少有認知科學家。不過，有一組微型動物的地位正在發生變化，因爲科學家們發現它們具有令人驚訝的複雜行爲。
人們普遍認爲，可能蜘蛛太小了，以至於腦組織需要達到某個臨界質量，蜘蛛才能執行復雜行爲。但現在研究人員發現，蜘蛛是使這種普遍想法受到挑戰的一個例子，這些微小的動物其實能夠做非常複雜的事情。
與自然反應相反，那些被描述爲“認知”的行爲，在蜘蛛中可能相當普遍。從可以根據想要捕捉的獵物類型調整織網方式的園蛛科蜘蛛到會學習將香草氣味與獎勵聯繫起來的幽靈蜘蛛，蜘蛛大腦中發生的事情遠比我們以爲的要多很多。
其實重要的不是大腦的大小，而是動物可以用它所擁有的去做什麼。跳蛛是蜘蛛大家族中無可爭議的認知冠軍。儘管這些微小的蛛形綱動物的大腦幾乎和大頭針帽差不多，但研究表明，它們擁有的一些能力，如果換做是其他擁有更大大腦的動物（如狗或人類嬰兒）的話，我們會不假思索地將這些能力視爲智力的標誌。當一隻不起眼的跳蛛之類的東西戳穿我們的生物優越感時，會令人有一種莫名的感覺。
圖2：在跳蛛中，最嫺熟的獵人是孔蛛。衆所周知，像孔蛛這類蜘蛛，會在攻擊其他蜘蛛前籌謀劃策，包括迂迴路線和針對獵物量身定製的策略。
跳蛛在行爲上如此先進的一個可能原因是，和與其體型相同的動物（通常身體長度在1毫米到2.3釐米之間）相比，它們擁有最敏銳的視覺。它們使用這種視覺能力去尋找、跟蹤和突襲獵物，而不是更廣爲人知的織一個蜘蛛網然後等待獵物自投羅網的策略。
視覺解放了跳蛛，讓它們能夠探索周圍環境。在外面四處遊蕩，它們需要能夠從遠處看到一切（捕食者、獵物、配偶），然後在接近之前做出決定，這是它們擁有非凡認知的一個原因。
蜘蛛也玩智力遊戲
跳蛛已經被證明擁有最敏銳的視力，而聰明程度最令人印象深刻的要數在亞洲、非洲和澳大利亞發現的孔蛛屬蜘蛛。這些孔蛛更喜歡捕食其他蜘蛛，並且還會針對它們的獵物制定不同策略，孔蛛的許多戰術十分狡猾。
在獵殺另一種名爲“Euryattus”的跳蛛時，孔蛛會採用一個聰明的技巧。雌性Euryattus蜘蛛喜歡在捲曲枯葉中築巢，附着在岩石或植物上的蛛絲將枯葉懸掛在半空。求愛的雄性蜘蛛順着蛛絲吊索往下爬，站在巢穴上，用特定的方式搖晃巢穴。這個信號會吸引雌性蜘蛛鑽出巢穴。於是，孔蛛似乎也掌握了這個訣竅，通過模仿雄性蜘蛛的搖晃方式引誘雌性蜘蛛上鉤。
對於孔蛛而言，在捕食也會喫跳蛛的其他蜘蛛時，找到正確的策略尤爲重要。例如，爲了攻擊一隻會織網的蜘蛛，孔蛛會撥動蜘蛛網的一些絲線，來欺騙蜘蛛靠近。如果目標蜘蛛相對較小，孔蛛會繼續拔網來模仿被困的昆蟲，促使目標蜘蛛衝過去並認爲它可以美餐一頓——結果卻自己變成了孔蛛的盤中餐。但是，如果織網的蜘蛛更大並且可能更危險，孔蛛可能會製造一種溫和的干擾，類似於果蠅接觸蜘蛛網邊緣的單根蛛絲，這時蜘蛛會慢慢走過去檢查。一旦目標足夠接近，孔蛛就會猛撲上去並用毒牙展開攻擊。
如果這些策略對特定的網蛛不起作用的話，孔蛛還有另一個技巧，就是搖動整個蜘蛛網，好似一股勁風來襲。這個行爲猶如煙霧彈，掩蓋了孔蛛在目標蜘蛛的網上爬行產生的振動。在實驗室的實驗中，研究人員發現，孔蛛會嘗試不同的撥動方法、速度和模式，直至找到合適的組合來欺騙每一個它想要獵殺的網蛛——這無異於在實踐中摸索經驗。
即使在這個非常聰明的羣體中，孔蛛也因其出奇的聰慧脫穎而出。畢竟，它們的獵物本身也非常危險，所以謹慎和聰明是有用的工具。
圖3：孔蛛（右）在跟蹤一隻絲絨蜘蛛。衆所周知，跳蛛會採用拉扯蛛網絲線來引誘目標蜘蛛靠近檢查的策略捕殺網蛛。當網蛛在攻擊範圍內時，孔蛛會一躍而起。
蜘蛛也會籌謀劃策
孔蛛的狩獵策略中，最引人注意的方面之一是，孔蛛通常會在遠處觀察獵物，然後規劃一條精心設計的路線接近獵物。研究人員曾在野外觀察到神奇的一幕：一隻孔蛛恰巧遇到一種園蛛。這種園蛛會通過猛烈搖晃蛛網來保護自己，將任何入侵的跳蛛甩到地上。這隻孔蛛沒有進入蛛網，而是在迂迴路線中，尋找更佳的攻擊位置。在這種情況下，孔蛛繞道而行，繞過樹幹，爬到蜘蛛的上方，沿着一條蛛絲向下，然後跳下，在不接觸蛛絲的情況下將盤踞在自己蛛網上的蜘蛛逮個正着。
爲了弄清楚這些小蜘蛛是如何繪製出如此複雜路線的，研究人員在實驗室中對孔蛛的心智能力進行了測試。他們建造了一個裝置，在平臺上有一箇中央瞭望塔，平臺四周環繞着水，蜘蛛可以從瞭望塔上看到另外兩座塔，塔頂都有一個盒子：一個裝有孔蛛喜歡捕食的死蜘蛛，另一個裝有枯葉。跳蛛十分討厭水。所以，在不被弄溼的情況下，孔蛛接近獵物的唯一方法就是爬下平臺，然後在通往箱子的兩條獨立走道中選擇正確的一條。
蜘蛛從瞭望塔塔頂的棲息處仔細觀察了場景，然後下塔並爬上走道。大多數蜘蛛選擇了通向食物的走道，即使這條走道可能會遠離獵物並在途中經過不正確的路線。蜘蛛從瞭望塔規劃了路線，然後依計劃行事，可能是通過構建場景的心理“表徵”——對於僅比罌粟種子大那麼一點的大腦而言，這真的是一個令人印象深刻的認知壯舉。
圖4：在實驗室實驗中，孔蛛能夠執行規劃好的迂迴路線以接近獵物。 從這個裝置中心的塔上開始，孔蛛看到兩個盒子，其中只有一個盒子裏有潛在的食物。孔蛛必須從塔上爬下來，來到一個被水包圍的平臺，並選擇正確的走道抵達獵物。
蜘蛛可能會感到驚訝
在孔蛛使用心理表徵的另一個測試中，研究人員借用了一個經典的心理學實驗，該實驗旨在評估人類嬰兒的認知能力。由於嬰兒和蜘蛛一樣，都無法告訴你他們腦子裏在想什麼，這個實驗的想法就是從令它們感到驚訝的事物中來推斷他們都知道些什麼。例如，一個嬰兒看到一輛玩具消防車在障礙物的左側後方移動，然後又看到障礙物右側後方有消防車或者毛絨兔子出現時，嬰兒盯着突然出現的毛絨兔子的時候會比預期會出現的消防車的時間更長。這表明嬰兒已經形成了消防車的心理表徵，並且當兔子不匹配該表徵時會感到困惑。
爲了看看孔蛛是否也會感到驚訝，研究人員爲蜘蛛們搭建了一個獵物展示臺。首先，他們向孔蛛展示一種獵物30秒。然後，他們關閉展示臺前面的活動窗，並換掉獵物，90秒之後再打開活動窗。如果孔蛛首先看到的是一隻銀斑蛛，但接着看到的又是一隻園蛛，它會作何反應呢？
科學家們發現，如果孔蛛在活動窗打開後看到不同種類的獵物，與看到相同獵物的情況相比，它發起攻擊的可能性要小許多。他們斷言，這表明蜘蛛在試驗開始時已經對獵物形成了一種心理表徵，而該表這與它在試驗結束時所看到的不符。
蜘蛛會數數
通過修改他們的繞行測試，研究人員探索了其他讓這些蜘蛛大喫一驚的方法，這就像深入孔蛛的大腦說“好吧，你在關注什麼，孔蛛？什麼對你很重要？”
這就是他們發現孔蛛也十分擅長數字的原因。研究人員使用了一種來自肯尼亞的物種——非洲孔蛛。他們讓該孔蛛從瞭望塔看到一定數量的獵物，然後等蜘蛛在路上看不到目標獵物的時候趁機調換獵物的數量。他們發現，如果孔蛛從塔上看到一隻獵物蜘蛛，但在到達時發現了兩隻蜘蛛，它的攻擊意願會降低。對於一隻獵物變成三隻，兩隻變成三隻的情況，以及最初看到兩隻或更多獵物但最後只遇到一隻的情況，試驗結果都類似。當用更大的數量進行測試時，蜘蛛沒有區分三個或更多，而是將其歸爲一類“很多”。
雖然蜘蛛不能從字面上數一二三，但研究表明，一些跳蛛的數字感大致相當於1歲人類的數字感。
蜘蛛會評估風險
做一隻在野外遊蕩的小蜘蛛是有風險的。儘管它們以高超的狩獵能力而聞名，但跳蛛本身也是許多捕食者的目標，包括其他蜘蛛、螞蟻、鳥類、蜥蜴、蟾蜍，以及可怕的泥蜂。泥蜂喜歡麻痹跳蛛並將它們密封在泥蜂的巢穴裏，等孵化的幼蟲將它們生吞活剝。
但正如發現的那樣，這些聰明的小蜘蛛也非常擅長逃離危險。研究人員在實驗室設計了一項測試，以瞭解孔蛛在評估逃生路線方面的能力。雖然它們會游泳，但跳蛛討厭水。在這些實驗中，一隻蜘蛛從一個平臺上開始，平臺周圍是盛滿水的托盤。它有四種方法可以穿過水域到達托盤的邊緣，包括在由露出水面的木釘製成的小島之間跳躍。
圖5：孔蛛會評估從放置在水托盤中的瞭望塔逃生的路線風險，因爲孔蛛向來對水避之不及。爲了安全到達托盤邊緣，孔蛛必須在木釘之間跳躍。最安全的選擇是由最少的木釘組成的最短路線，這樣的話跳躍的次數最少。
孔蛛選擇了最安全的路線，即距離最短、需要的跳躍次數比隨機預測的要少。但是，當他們沒有選擇最安全的路線時，出人意料的是，孔蛛似乎更喜歡具有最多木釘的最長路線。事實證明，孔蛛比測試更聰明：最長的路線是彎曲的，而孔蛛往往通過走捷徑來略過木釘。“可以說，它們這是在“作弊”。
唯一的問題是，孔蛛可能需要相當長的時間來完成這些任務——有時是幾個小時，而且通常比測試的其他跳蛛花的時間要長許多。蜘蛛花在研究路線上的時間與選擇安全路徑的可能性之間存在明顯的關係。觀察即思考，孔蛛在做出決定之前花了更多時間去研究路線。
可以肯定的是，隨着科學家們繼續研究跳蛛的認知能力，這些動物的智慧將不斷讓我們感到驚訝。如果其他蛛形綱動物也得到同樣多的關注，天知道我們還能學到什麼，即便是小腦瓜也擁有無限可能。
雖然跳蛛不是最大的蜘蛛，但它們或許能夠執行蜘蛛中最複雜的行爲，我們還沒有真正理解這個門檻，那就是多小的大腦纔可以被視爲太小。
