第3章 疯狂动物城

01 狗狗是如何读懂人类情绪的？

狗狗与人类的关系非常特殊，是世界上一种独特、珍贵的关系。毋庸置疑，人类可以读懂狗狗的情绪，但关于狗狗能否读懂人类的情绪这一问题，还有很多争论。

在过去的几年里，科学家进行了大量实验，以研究狗狗是否有能力识别人类的情绪。研究表明，狗狗主要通过视觉和听觉结合、听觉、嗅觉三种途径来识别人类的情绪。

通过视觉和听觉结合线索识别人类的情绪

一项新研究表明，狗狗能够将人类高兴或悲伤的面部表情与其相应的声音进行匹配，通过视觉和听觉线索来识别人类的情绪。

在这项研究中，狗狗们被命令坐在两个屏幕前，研究人员在两个屏幕上为狗狗们展示高兴或愤怒的人脸图片，同时配以人类相应情绪的声音。

通过观察17只来自英格兰的宠物狗，研究人员发现，当展示高兴的人脸图片和相应情绪的声音时，狗狗们盯屏幕的时间最长；但给同样的图片配以无感情的声音时，狗狗们则表现得不感兴趣，盯屏幕的时间较短。

在另一项研究中，照片上的人类表现出六种基本情绪（恐惧、快乐、愤怒、惊讶、悲伤和厌恶）之一，研究人员观察狗狗在只看到这些人脸照片时的反应，发现狗狗会像人类一样使用左右脑来控制身体。大多数狗狗在看到快乐的表情时，头会向右转——表明它们用左脑处理正面情绪；在看到生气、恐惧的表情时，头会向左转——表明它们用右脑处理负面情绪。此外，当看到人类明显的情绪变化时，狗狗的心跳会显著加快。

在上述两项研究中，狗狗事先没有接受过任何相关训练，研究人员也没有让其对所展示的图片或音频预先熟悉。研究人员称，作为高度社会化的物种，狗狗能识别人类情绪的能力是非常有用的，这种能力可能是先天的，也可能是经过很多代的驯化后才得到的。

通过听觉线索识别人类的情绪

我们都知道狗狗的听觉非常敏锐，尤其是当你打开一盒新鲜狗粮的时候。研究发现，狗狗还能仅仅依靠听觉来识别人类的情绪。

在这项研究中，研究人员在房间中央放置一碗狗狗的食物，两边各安装了一个扬声器，用来播放相同音量的人类非语言声音，例如以笑声作为快乐的声音，以尖叫声作为恐惧的声音。

科学家想通过这个实验，了解狗狗听到特定的声音会把头转向哪边，观察结果将帮助研究人员确定狗狗是依靠大脑的哪部分来感知人类情绪的。

研究发现，当狗狗听到左侧扬声器里的尖叫声时，头会向左转；当它们听到右侧扬声器里的笑声时，头会向右转。但播放厌恶和惊讶的声音时，狗狗们并没有显示出明显的扭头行为，研究人员猜测，这是因为情绪的体现更依赖于具体情境，如果没有更多的信息，狗狗们可能不知道如何理解厌恶和惊讶的情绪。

总体来说，狗狗似乎只用耳朵就能听懂人类的情绪，至少可以理解快乐、恐惧的情绪。

通过嗅觉线索识别人类的情绪

有句谚语说：“动物能嗅出我们的恐惧。”研究发现，狗狗真的能“闻”到恐惧和其他情绪，而且也能切身体会到这些情绪并做出相应的反应。

发表在《动物认知》杂志上的一篇研究报告显示，狗狗仅仅通过嗅觉就能识别人类的情绪，并以此来调整自己的情绪和情感。当它们的主人“闻”起来很开心时，狗狗也会表现得很开心，对周围的陌生人更好奇；但当它们的主人“闻”起来很害怕时，狗狗会表现出很害怕的样子，并且会避开陌生人。

研究人员做了一系列有趣的实验，实验对象包括四十名男性狗主人、他们的狗狗——拉布拉多和金毛，以及一名陌生人。研究人员让狗主人们分别观看《闪灵》和《奇幻森林》两部电影，以表达出恐惧和快乐的情绪，并采集他们的汗液样本。然后，他们把主人、狗狗和陌生人带到同一个房间里，并让狗狗闻各个人在恐惧或快乐时的汗液样本。

研究结果显示，狗狗的情绪和反应与狗主人被采集样本时的一致。当闻到恐惧汗液样本的味道时，狗狗心跳加快，表现出更多的压力迹象，倾向于忽略陌生人，并向其主人寻求安慰；当闻到快乐汗液样本的味道时，狗狗对陌生人表现得更放松，还会好奇地嗅他。

尽管我们并不知道这种反应究竟是源于人类对狗狗的驯化，还是因为狗狗天生就有同理心，但这项研究无疑加深了人类对狗狗的了解。狗狗能够把来自不同感官的信息组合起来识别人类的情绪，它们是唯一被观察到有这种能力的生物——除人类自身之外。

下次和狗狗玩耍的时候，你可以试着看看它能否感受到你的情绪。

02 狡猾的捕食者——座头鲸

座头鲸捕食是自然界中一种非常奇妙且震撼人心的景象，在食物充足的夏季，一头成年座头鲸每天会花费近20小时捕食，一天就能够吃掉超过一吨的食物。那么，它们是怎样进行捕食的呢？

冲刺式捕食法（lunge-feeding）

海洋中的庞然大物以非常小的海洋生物为食，这好像说不通，但是须鲸科鲸鱼——其中包括座头鲸——就是如此。座头鲸通过吞食大量的磷虾和小鱼来生存，当发现磷虾群或鱼群后，座头鲸会侧着或仰着身体加速猛冲，在接近鱼群或虾群时张开大嘴，下颌的褶皱张开，借助冲力将海水和食物一起兜进嘴里，再通过上颌那些梳子状的鲸须把海水过滤出去，将食物留在口中。

但是，鱼群通常反应迅速，会快速散开，座头鲸经常无法如愿获得丰盛大餐。那么，座头鲸还有更好的捕食办法吗？

陷阱捕食法（trap-feeding）

一篇研究文章称，有些座头鲸会设置陷阱来捕食分散的鱼群中的幼年鲱鱼。鲸鱼专家通过对加拿大温哥华岛海岸附近的座头鲸进行观察和研究，发现在鱼群密度较小的情况下，座头鲸会把嘴张开一半，露出水面，给小型猎物一种错觉，认为这里有个安全的“避难所”。

此时，为了躲避潜水鸟类（最常见的是海雀）的捕食，这些鱼便自觉地聚集在座头鲸的嘴里或嘴的附近，此时，座头鲸便会“趁火打劫”，用它的胸鳍把鱼推进嘴里，从而诱捕成功。这种新的捕食策略被称作“陷阱捕食法”，座头鲸用此方法觅食，比在鱼群密度较大时用冲刺式捕食法觅食所消耗的能量要少。

研究人员自2011年以来就一直在观察这种捕食法，他们表示，这种方法正逐渐被座头鲸普遍用于觅食：研究开始时，只有两头座头鲸被证实会使用陷阱捕食法，到2015年，这一数字上升到了16头，而目前已经有超过20头座头鲸学会了对更小、更分散的幼年鲱鱼群使用这种策略。

这些结果表明，座头鲸有能力创造和学习新的觅食策略，这有助于它们更有效地捕食特定的猎物。

气泡网捕食法（bubble-nethunting）

2018年4月5日，美国杜克大学海洋机器人和遥感实验室的一架观察鲸鱼的无人机，在南极海岸拍摄到一对鲸鱼合作捕食的场景。这对鲸鱼顺时针、呈螺旋状地向上绕着磷虾游动，每隔一会儿就通过气孔释放出一串串气泡，将磷虾圈在当中，然后继续绕圈呼出气泡，使气泡圈的范围越来越小，从而用它们“织成”的气泡网将磷虾困在一个很小的区域内。当时机成熟时，这两头鲸鱼便从气泡圈底部向上垂直冲出，张开巨口，将浓密的磷虾群兜进口中。这就是著名的“气泡网捕食法”。

也许你会问：气泡能有多大威力，怎么可能挡得住磷虾群？事实上，由座头鲸喷出的气泡“织成”的气泡网的直径可以达到30米，如此巨大的气泡连成串，威力还是相当惊人的。

鳍状肢帮助捕食（pectoral herding）

一项研究表明，为了一口能够吞食更多的鱼，座头鲸还有新的捕食花招：吹完气泡网后，座头鲸用它们的鳍状肢在气泡网里助攻，制造第二个屏障，它们上下移动鳍状肢，引导鱼类向它们张开的嘴巴中游动。这种方法的捕食效率更高。

这项研究的负责人表示，她对阿拉斯加东南部的鲑鱼孵化场里经常来觅食的两头座头鲸幼鲸进行了跟踪研究。她使用无人机，直接从空中拍摄到了座头鲸幼鲸使用气泡捕食战术，同时挥动胸鳍、捕食鲑鱼苗的场景：一头座头鲸首先使用气泡网捕食技术，将鱼群围在当中，然后扇动左边的鳍状肢，在水面上下做正弦运动，最后把鱼群赶进嘴里（被称为“水平驱赶”）。另一头座头鲸则将胸鳍竖起呈“V”字形，直接将鱼群包进口中（被称为“垂直驱赶”）。

通过对座头鲸的捕食方法的讨论可以看出，座头鲸足智多谋，再加上海洋哺乳动物有着高级的社会行为和沟通能力，相信它们的适应能力比我们想象的还要强。未来，座头鲸还将依靠一系列的进食策略来适应快速变化的生存环境。

03 黑猩猩朝树扔石头是在演奏“摇滚乐”吗？

如果你看到手上拿着石头的成年雄性黑猩猩，最好与其保持距离，而且千万不要盯着它看，你要是敢用表情对它说“瞅你咋的”，它马上就会拿石头砸向你的脑袋。

对动物学家来说，黑猩猩的这些行为其实不难解释。但令他们困惑的是，野生黑猩猩不但喜欢向人类丢石头，还喜欢朝树丢石头。这究竟是怎么回事呢？

有研究小组对几内亚比绍、几内亚、利比里亚和科特迪瓦等地的黑猩猩种群进行了14～17个月的观察，首次发现了一些成年雄性黑猩猩的奇怪行为。这些黑猩猩会捡起一块石头并大叫一声，把石头扔向一棵树，然后马上逃跑。有些树颇受这些黑猩猩的“偏爱”，那些树下已经堆积了不少石块就能证明。

黑猩猩为什么会向树发动攻击呢？有猜测认为，这很可能是种群间的信息交流行为，可能是为了传递危险信息，也可能是为了吸引配偶，还可能是为了宣示领地。比如有些雄性黑猩猩会用树枝敲打树干，目的是吸引雌性黑猩猩，吓跑其他雄性黑猩猩。

信息交流并不是黑猩猩特有的群体行为，在其他动物群体中也不罕见。一些动物会优化声音信号，比如有些青蛙会选择在树洞和排水管道中鸣叫，因为回声反射会扩散声音；还有些蟋蟀喜欢趴在树叶下鸣叫，以产生共鸣加大声响。

但一项新研究指出，黑猩猩扔石头并不是为了交流信息，而仅仅是因为它们喜欢听撞击的声音。该研究是由德国灵长类动物学家艾米·卡兰（Ammie Kalan）及其同事们共同完成的。2016年，他们首次报告了黑猩猩扔石头的行为，之后又对其展开了持续研究。

他们设计了一项实验来测试树被撞击时发出声音的音色差异——朝13种不同的树木扔石头，并录下相应的声音。

研究人员分析了这些录音中的撞击程度、音量、音色和声音的持续时间，发现黑猩猩最喜欢向声音低沉、音长较长的树扔石头。那些近地面部分凹陷比较深的树是最受黑猩猩欢迎的，因为将石头扔到树上时能够产生低频、悠长的声音，比如“Treculia”（特立树）。

卡兰表示，黑猩猩也有可能只是为了好玩。我们不能认为黑猩猩总是理性的，做任何事情总有严肃的社会学或生物学意义，其实黑猩猩本来就是动物界的游戏高手，它们最喜欢的游戏是在同伴走路时突然抓住它的脚，然后眼睁睁地看着同伴摔个嘴啃泥。

所以说，黑猩猩向树投掷石头的行为也许是一种纯粹的娱乐活动，也许是因为喜欢听树被撞击时发出的沉闷而悠长的声音。就像有些人喜欢听摇滚乐一样，黑猩猩可能是找到了最天然的乐器和音乐会场，把自然之声变为音乐之声，并沉醉其中不可自拔。

如果真是这样，那么黑猩猩的情感表达方式比我们想象的要丰富很多呀！

04 火烈鸟也有长期固定的亲密伙伴

2020年4月16日，在内蒙古乌兰布和沙漠的一个湖泊中，当地民警观察到了五只火烈鸟的倩影，这是继2019年后火烈鸟再次出现在这里。世界极度濒危物种火烈鸟连续两年光顾同一地方，一时间引起了网友们的广泛关注。关于颇受人们欢迎的火烈鸟，你都了解哪些知识呢？

火烈鸟是白色的？

在看到民警发布的视频后，不少人感到奇怪：火烈鸟的羽毛不是粉红色的吗？为什么视频中的五只火烈鸟却是白色的呢？事实上，粉红色并不是火烈鸟本来的羽色，在小时候它们的羽色大多是灰色和白色的。

2008年，荷兰的科学家发现了火烈鸟的羽毛呈现出粉红色的原因：火烈鸟以水中的藻类浮游生物和小鱼虾为食，而藻类和小鱼虾富含虾青素和螺旋藻，摄取来的虾青素和螺旋藻被保留在火烈鸟体内，亦会在羽毛中存积起来，使原本洁白的羽毛变成粉红色。

火烈鸟的友谊

2020年，英国的生态学家研究发现，尽管火烈鸟的群居性很强，但它们总是和特定的亲密朋友待在一起，彼此之间能够建立长久、忠诚的友谊。

专家收集了加勒比海火烈鸟、智利火烈鸟、安第斯火烈鸟和小红鹳（小火烈鸟）四种圈养火烈鸟的数据，这些鸟群的规模从20多只到140多只不等，在结构和行为上与野生火烈鸟群体相似。

专家研究这些火烈鸟鸟群后发现，火烈鸟大部分时间都在大快朵颐，它们会经常整理羽毛，有时还会吵架。如果一只火烈鸟离另一只太近，它们就会用修长的脖子和巨大的喙来攻击对方；有时，它们会伸展脖子，比谁的脖子更长。

因此，专家将脖子的长度定为火烈鸟友谊的衡量单位：在坐着或站立时，如果两只火烈鸟之间的距离小于“一个脖子长度”，就被认为是朋友；当附近有其他火烈鸟，但它们之间的距离超过“一个脖子长度”时，就认为它们属于不同的亚群。

通过研究收集的数据，专家发现火烈鸟会选择性交友，而且它们形成的是长期友谊，而不是松散、随机的关系，这种友谊可能会持续几十年。

专家表示：“火烈鸟似乎与人类一样，出于各种原因形成了友谊关系，且持续时间很长，说明这种友谊对火烈鸟的野外生存很重要。”

火烈鸟如何选择朋友？

火烈鸟是如何选择朋友的呢？专家在研究过程中发现了火烈鸟之间不同的社交关系，包括“已婚”伴侣、同性朋友、三四个亲密伙伴，并推测性格和颜色是火烈鸟选择朋友时的两个主要因素。

专家说：“鸟群吵闹而忙碌，也许火烈鸟们也不希望有更多的压力。因此，它们会倾向于寻找一个性格相似的伙伴，这样彼此之间不会发生冲突。”

一些拥有明艳粉红色羽毛的火烈鸟常常聚在一起。研究表明，大红鹳（大火烈鸟）能够通过整理羽毛让毛色变得更鲜亮，这可能有利于它们成为更受欢迎的朋友和伴侣。

友谊对火烈鸟来说非常重要。专家特别强调，在将火烈鸟从一个动物园转移到另一个动物园时，应注意不要将关系密切的火烈鸟分开。而且鸟群规模要尽量大一些，这样，不同性格的火烈鸟找到和自己合得来的伙伴的可能性就更大，也更有利于保证它们的健康。

火烈鸟喜欢结群生活，然而由于栖息地受到破坏，这些鸟类常常无法成群地生存，以至于野生火烈鸟的数量每年都在减少。一只单独的火烈鸟不是快乐的火烈鸟。

对火烈鸟的生活环境问题，我们应该重视起来。保护独特而脆弱的生态系统，不要让火烈鸟失去它们的朋友，更不要让壮观的粉红色鸟群永远消失。

05 壁虎的脚掌有什么神奇之处？

我们都知道壁虎是爬墙高手，也是每个攀岩者羡慕的对象。它们可以用四只脚紧紧地贴在墙壁上，也可以倒着爬过天花板，甚至可以只用一个脚趾垫吸住天花板，将自己悬在半空。

很多人认为壁虎的脚掌很像吸盘，能够利用压强差吸在墙壁上。但事实并非如此。你知道壁虎的脚掌有什么神奇之处吗？

壁虎可以飞檐走壁的原因

20世纪60年代，科学家利用扫描电镜发现了壁虎脚掌上错综复杂的黏附系统结构：壁虎脚掌的黏附系统是一种多分级、多纤维状表面的结构，它们的每个脚趾上都长着数百万根长度为30～130微米的刚毛，每根刚毛末端又有100～1000根长度及宽度为0.2～0.5微米的铲状绒毛。

这种精细结构究竟有什么用处呢？美国专家通过实验证实，壁虎的脚掌具有超强黏附力，是因为大量的刚毛和物体表面的分子间存在一种作用力，即范德华力。范德华力是分子间距离非常接近时产生的一种微弱电磁力。

由于壁虎的多分级黏附系统结构非常精细，微观上接近理想光滑结构，因此，壁虎的脚掌能够轻而易举地与各种表面达到近乎完美的结合，这样一来，大量的范德华力凝聚成的超强黏附力就足以支撑壁虎的体重了。

专家通过微电子机械传感器，测量了从壁虎脚上取下的一根刚毛对物体表面所施加的横向和垂直方向上的力，实验表明，壁虎脚掌上单根刚毛的最大黏附力约为200微牛。

通过计算，一只大壁虎脚掌上的刚毛数量约600万根，可以产生高达1300牛顿（约133千克力）的黏附力，其承受的重量相当于两个普通成年人的体重。现在，你知道壁虎可以飞檐走壁的原因了吧？

壁虎是如何做到“水上漂”的？

牛津大学的生物物理学家称，他们通过对高速摄像机拍摄的壁虎“水上漂”的画面进行研究，解释了壁虎“水上漂”的原理。

高速踩踏水面。壁虎能以将近1米/秒的速度飞奔过水面，在这个过程中，水面和脚面之间能够形成一个空腔（空气层），让壁虎可以漂在“空中”，同时在踩踏水面的过程中形成一种向上的力量，使壁虎的头部始终保持在水面以上。

水的表面张力对壁虎来说至关重要。专家发现，当在水箱中加入一块肥皂以降低水的表面张力时，壁虎“水上漂”的速度会降低近58%，这证明壁虎是利用水的表面张力进行奔跑的。

壁虎拥有令人惊奇的超疏水性皮肤。这种皮肤可以排斥水分，并提高壁虎浮在水面上的能力。

利用尾巴的摆动。当壁虎受到自身重力影响，快要沉到水面以下时，它会借助尾巴拍打水面，摇摆前进。

“壁虎脚”的仿生学

2020年，有专家表示，他们受壁虎爬行的启发，开发出了一种制作黏合材料的新方法，不但能够节约成本，实现大规模生产，还可以将利用这种方法制作而成的多功能抓具推广到制造业。

这种新方法，即将原料倒在光滑的表面而非模具上，让聚合物部分凝固，然后将实验室用的刀片浸入其中。当原料在刀片周围稍稍溢出时，拉出刀片，留下微米级的缺口，这些缺口就会被所需的黏附壁包围。

专家称：“受壁虎启发制作的抓具上不含胶水或粘胶，它可以抓起盒子等扁平物体，也能抓起鸡蛋和蔬菜之类的弯曲物体，甚至可以黏附在除特氟龙[1]以外的其他任何物体上。”

06 天国神鸟——极乐鸟

每一种鸟都有自己独特的色彩，多姿多彩的鸟类是地球上不可或缺的重要成员。谈到世界上最绚丽的鸟，大多数人可能会首先想到孔雀，它们开屏时的美妙身姿总是被人们津津乐道。

除孔雀外，漂亮的鸟类还有很多种，比如生活在新几内亚岛丛林里的极乐鸟（也称天堂鸟），羽毛缤纷艳丽，较之孔雀有过之而无不及。

极乐鸟家族的特色标签

在极乐鸟这个大家族中，最著名的当属红羽极乐鸟，也称新几内亚极乐鸟。它们拥有一对如同金色丝线般的修长尾羽，两胁之下的羽毛非常蓬松，绚丽的饰羽能竖起来盖在背上，遮住翅膀。

王极乐鸟被称为“极乐鸟中的活宝石”，是极乐鸟中个头最小的品种，体长约15厘米，重约50克，小巧玲珑，形象奇特，非常讨人喜爱。王极乐鸟雄鸟有绯红色的背、雪白的腹部和亮蓝色的脚，鹅黄色的小嘴看起来几乎透明，明亮的小眼睛周围仿佛被画上了浓浓的眼线和睫毛，尾后还插着两支与身体几乎等长的饰羽，末端还有螺旋状羽毛。

极乐鸟家族中头饰最美的要数阿法六线风鸟和萨克森极乐鸟，它们的头部有6根金属丝般的羽毛向后伸出，好像几面小旗帜。

萨克森极乐鸟是极乐鸟中的“美猴王”，它们的眼睛上方长有一对细长的羽毛，就像京剧行头中的翎子；它们的羽毛上还镶嵌了近40片珐琅质的方形裂片。

这些极乐鸟，冠羽和尾羽五彩缤纷、形态各异，在鸟类世界中别具一格，是极乐鸟家族的特色标签。

极乐鸟是仅靠颜值求偶的吗？

科学研究表明，雌性极乐鸟的择偶偏好推动了身体和行为特征的演变，这些特征可能与雄性求偶的地点（地面或树上）有关。

科学家指出，雌性极乐鸟不仅要评估雄鸟的颜值，同时还要评估它们唱歌和跳舞的能力。雌鸟会根据它们偏好的某些特征选择配偶，以提高这些特征得以遗传给后代的概率。科学家认为极乐鸟的某些行为和特征是相关的，例如：

· 随着雄性身上颜色种类的增加，它发出声音的种类也随之增加。

· 在群体求偶中，炫耀的雄性身上有更多的颜色的话，能够在竞争者中脱颖而出。

科学家表示：“在地面跳舞炫耀的雄性极乐鸟，比在树梢上展示的舞蹈动作更多。在地面上，雄性可能需要增强自己的舞蹈能力来吸引雌性的注意。”

其中，求偶方式最有趣的莫过于华美极乐鸟，这种鸟的雄鸟求偶时会把翅膀像扇子一样张开，除了胸前的蓝色羽毛和明亮的眼睛，整个身体呈一片漆黑，根本无法分辨它们的其他部位。

华美极乐鸟的羽毛有多黑？

人们对华美极乐鸟印象深刻，或许是因为它“魔性”的舞步，又或许是因为明亮的天蓝色看起来像个滑稽的表情包，当然还有一个更重要的原因：它的羽毛实在是太黑了。科学家通过对32种具有超黑色羽毛的鸟类和22种具有普通黑色羽毛的鸟类进行分组检测，发现超黑色羽毛鸟类组中，鸟的羽毛对光线的反射率低得惊人，即0.045%～1.97%，而对照组黑鸟的反射率为2.32%～6.26%。这种极低的光线反射率，使得华美极乐鸟的黑色羽毛看上去毫无光泽。

其实，雄性极乐鸟绚丽的彩色羽毛和奇异的舞姿都是异性吸引的结果，暗淡无光的黑羽毛也是这样演化而来的。超黑色的羽毛会把极乐鸟身上相邻的彩色羽毛衬托得格外醒目，从而获得雌性的青睐。

新几内亚岛热带丛林中的极乐鸟几乎没有天敌，它们在漫长的岁月里无忧无虑地生活与进化，获得了一身漂亮无比的彩色羽衣。

极乐鸟是舞蹈界的佼佼者，其优美的舞步令人难忘。

注释

[1]特氟龙：聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene）的别称，英文缩写为PTFE，俗称“塑料王”。