为什么鸟走路的时候边走边点头?

为什么鸟走路的时候边走边点头?

苏澄宇,动物科学 / 冷门问题收割者/看心情更新

1978 年,加拿大女王大学的实验室里,一群科学家围在一个树脂玻璃盒周围,里面装了一台跑步机,看一只鸽子在上面走路……

只为了解答一个问题:为什么鸽子走路的时候会点头?

Barrie Frost 不仅是女王大学的生物学教授,同时兼修心理学和生理学,他研究最多的动物正是鸽子。

这次实验用上了当时最高速的相机 BOLEX 16mm Reflex CAMERA,每秒可以记录 64 帧画面。用高速相机拍下鸽子运动时点头的动作。

鸽子的头、胸、脚,3 个位置作为运动的观察点,记录下它们的位置变化。

把照片拍出来的时候,所有人都惊呆了,因为鸽子根本就没在点头,而是在把头往前推。

下面这张图中,你会看到鸽子在走路的时候,头的移动几乎保持在同一水平线上,一点没有上下移动……

在着陆的时候,你会发现鸽子头的运动轨迹也是非常丝滑。

图表的鸽子头、身、脚的相对位置记录,你可以看到头在身体运动的时候先行一步,即先把头推进,然后身子跟上,反反复复。

简单来说,鸽子的头部运动分为两个阶段,「推进」和「保持」。

在「推进」阶段,头部相对于身体向前推进约 5 厘米,然后进入「保持」阶段,头部保持位置不动,身体往前移动,看起来就像头往后移。

整个过程类似鸟头稳定器……

因为鸽子这一套头部运动实在太快,1 秒内完成 5-6 次头部伸展运动,如果不注意观察的话(不然也不会用到高速相机),鸽子走起路来就像在点头一样。

Blaisdell 在做实验抱起一只鸽子带到跑步机上时,鸽子依旧在不由自主地前后移动头部,虽然并没有自个儿在走路。

那问题来了,鸽子为什么要这么移动头部?

因为稳定,来获得清晰的视野。

前面说了鸟头在前移的时候,会相对静止约 150ms 左右的时间,在这段静止的时间内(等身体赶上来),鸽子可以获得稳定的视野,看清周围的世界,不会因为运动而模糊。

如果鸽子的头部和身体以同样的速度移动,那就不叫鸟头稳定器了,看不清东西了。

同样的,其他鸟也有类似的特性,比如我们熟知的鸡头稳定器。

当然,这种稳定是相对的,即使在保持阶段也不可能完全没有偏移,只是偏移范围非常小:

2000 年的实验中发现,鸽子头在移动的时候,在不同方向上均有一定的位置偏移。

鸟的眼球有巩膜环,下图中黄色这一圈。

这导致了鸟的眼球不能自由转动,只能靠移动头部来完成视野稳定,而人没有这玩意,所以可以靠眼球的快速运动(Saccade)来稳定视野。

好奇的是,霸王龙作为鸟类的祖先会不会也是边走路边「点头」……想想还是有点搞笑。