動漫畫史上名列前茅的病嬌女山岸由花子與苦主廣瀨康一(Ⓒ荒木飛呂彥/集英社)
人是視覺的動物,尤其是對「人臉」可以辨識得非常精準。不過那是在「把整張臉一起看」的狀況下,如果只看眼睛、鼻子、嘴巴等局部,雖然每個人五官也是各有特徵,但是沒有組合在一起,辨識難度就大大增加。在「Jo-Jo」第四部中的「山岸由花子之戀」這個故事的最後,這個故事的主角廣瀨康一必須從一堆「只有眼睛部分」的照片中,辨識出哪一雙是由花子的眼睛,結果陷入苦戰(以下不爆雷,自己去看)。
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、還是依靠局部的特徵呢?
為了回答這個問題,美國密西根大學生態與演化生物學系的 Elizabeth A. Tibbetts 以及法國動物認知研究中心(Centre de Recherches sur la Cognition Animale)的 Aurore Avarguès-Weber 研究團隊,設計了一個研究方法來回答這個問題。結論是:學名 Polistes fuscatus 這種黃蜂(俗稱「golden paper wasp」),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」。
不過昆蟲不會說話,我們怎麼知道牠們會不會認臉呢?
實驗的設計是這樣:先為兩隻黃蜂拍個正面大頭照,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,以避免這些臉部以外的部位影響實驗結果。簡單的說,就是風景區裡面常見,令人發思古之幽情的「挖洞人形立牌」的概念。
風景區中常見用來給遊客拍「到此一遊照」的「挖洞人形立牌」。(來源:Pinterest)
左邊是兩張Polistes dominula 的臉,右邊則是 Polistes fuscatus 的臉。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個外殼合成的影像。(來源:Proceedings of the Royal Society B)
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...接下來就是重點了,首先是「訓練」階段:把黃蜂放進一個小盒子裡,牆壁上貼了六張相同的「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」這兩件事連結在一起。折騰兩分鐘後,休息個一分鐘,換到另一個放「好人臉」的盒子,這時沒有電擊,兩分鐘後再休息一分鐘,再回到「壞人臉」那邊,當然也是要同時被電...這樣來回一共三回合,然後給黃蜂休息、餵食之後,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」,不過一開始的時候左右各有兩個門擋著,然後又把地板通電(是有多虐待狂啊)個幾秒鐘,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,往兩邊跑的機率各位 50%,但是受過訓練,被電擊過的黃蜂,跑向「好人臉」照片那一頭的,達到 69%,顯著高於沒受過訓練的對照組。
更有趣的是,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。
然後如果把另一種黃蜂 ) Polistes dominula 的照片用同樣的方式訓練與測試的話,不論是整體影像或者是只有中央臉部,得到的分數都在 60% 左右。
由這個結果,研究團隊的結論是,Polistes fuscatus 是靠「整體影像」來分辨同為 Polistes fuscatus 同伴的個體,只拿中央臉部的話,即使充滿個體差異,牠們也分不出來,但是用完整影像,正確率會大增。但是給 Polistes fuscatus 看 Polistes dominula 這個近親的影像,就沒有這個狀況,不論是整體影像還是中央臉部,分數都差不多,比對照組稍微好一些。
如同一開始所說的,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。這種行為是不是只能用這篇論文的「整體影像辨識」的方式解釋呢?其實同領域的學者也各有不同的看法。不過可以確定的是,即使是小小的昆蟲,小小的腦袋,其實還是挺複雜有趣的!
這篇論文,發表於英國皇家學會期刊「Proceedings of the Royal Society B」。
仔細看看,真的每張臉都不一樣!(來源: Elizabeth Tibbetts)
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Science 新聞(2021/01/19):https://www.sciencemag.org/news/2021/01/humans-wasps-seem-recognize-faces-more-sum-their-parts
Proceedings of the Royal Society B 原始論文(2021/01/20):https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2020.3010