黃蜂無法從 局部表情認出同伴

文/施奇廷(東海大學應用物理學系教授) |2021.02.01
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下排是從原始照片切出來的中央臉部影像,上排是把下排的中央臉部塞進同一外殼合成的影像。圖/英國皇家學會期刊
人是視覺的動物,尤其是對「人臉」可以辨識得非常精準。不過那是「把整張臉一起看」的狀況下,若只看眼睛、鼻子、嘴巴等局部,但沒有組合在一起,辨識難度將大大增加。圖/英國皇家學會期刊

文/施奇廷(東海大學應用物理學系教授)

人是視覺的動物,尤其是對「人臉」可以辨識得非常精準。不過那是「把整張臉一起看」的狀況下,若只看眼睛、鼻子、嘴巴等局部,但沒有組合在一起,辨識難度將大大增加。

黃蜂跟人類一樣是社會性動物,因此需要能分辨個體,搞清楚「誰是誰」。但是,黃蜂是如何辨識眼前的同類是「誰」呢?是看臉嗎?如果是看臉的話,是跟人類一樣,把臉當成一個整體來辨識,還是依靠局部特徵呢?

為了回答這個問題,美國密西根大學生態與演化生物學系研究團隊,針對學名為Polistes fuscatus(俗稱「golden paper wasp」,金紙黃蜂)來進行研究。結論是金紙黃蜂跟人類一樣用「整張臉」來辨識同個體;一旦只用局部的話,就會變「臉盲」。

實驗的設計是這樣:先為兩隻黃蜂拍個大頭照,然後修個圖,不是開美肌,而是把兩隻黃蜂的「臉」塞進同樣的身體裡面,讓兩張圖中的身體、前肢、觸角、背景都一樣,只有臉不一樣;簡單的說,就是風景區同學常見到,令人發思古之幽情的「挖洞人形立牌」的概念。

壞人會電 好人沒事

把兩張中的其中一張定義為「壞人(蜂)」,另一張則是「好人(蜂)」。至於誰是好人誰是壞人,教授說了算(這就是世間的殘酷啊……)。

首先「訓練」階段:把黃蜂放進一個小盒子裡,牆壁上貼了6張相同的「壞人臉」,同時在地板上通電,這電流足夠讓黃蜂覺得不舒服,但是又沒有強到讓牠們昏頭轉向,學不了東西。這個步驟的目的是讓牠們把「看到壞人臉」跟「會被電」兩件事連結在一起。折騰2分鐘後,休息1分鐘,換到另一個放「好人臉」的盒子,此時就沒有電擊。

上述步驟重複3回合後,進入測試階段:把黃蜂放在一個長形的盒子中央,盒子的兩頭一邊貼「好人臉」,一邊貼「壞人臉」,將地板通電(是有多虐待狂啊),然後把兩邊的門同時打開,看看這隻黃蜂會往哪一邊跑。

沒有經過訓練階段的黃蜂(對照組),對兩邊的照片沒有什麼好惡,往兩邊跑的機率一半一半;但是受過訓練(被電擊過)的黃蜂,跑向「好人臉」照片那一頭,竟高達69%!

有趣的是,如果把「挖洞人形立牌」拿掉,只留下從洞露出來的中央臉部的時候,黃蜂就分不出好人壞人了,正確選擇的機率降到46%(跟對照組差不多)。明明用來分辨兩個個體的特徵是在中央臉部,但是光靠這個黃蜂無法辨識兩者的不同,一定要把兩邊一模一樣、外圈的「挖洞人形立牌」放在一起,才能分辨。

研究團隊的結論是,該類蜜蜂是靠「整體影像」來分辨同伴的個體;只看中央臉部的話,即使充滿個體差異,牠們也分不出來。昆蟲不會講話,我們只能用這種方式來測試牠們的認知行為,同領域的學者對此也持不同看法。這篇論文發表於英國皇家學會期刊《Proceedings of the Royal Society B》。

本篇文章摘自東海大學應用物理學系臉書

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