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不是昆蟲不“開槍”,射水魚,是如何精確識別自己的狙擊目標的?
- 由 寰宇科學新觀察 發表于 棋牌
- 2022-04-30
蜘蛛口器長什麼樣
射水魚是動物界中最優秀的狙擊手,它們的
“子彈”是取之不盡的水滴,但它們總會努力做到彈無虛發。更關鍵的是,射水魚不會輕易“開槍”,它們只會射擊潛在的獵物,而不會射擊其他物體,比如植物的果實等。射水魚還能識別出自己的目標是昆蟲,即使它們沒有見過這種昆蟲,它們是怎麼做到的?
射水魚特殊的口腔結構,能夠讓它們噴射出水柱,將停留在植物枝葉上的昆蟲擊落,並大快朵頤。它們的槍法十分精準,能夠在水底下修正水與空氣之間的光線折射角度,以及重力導致的水柱拋物線扭曲,某些射水魚能夠精確命中離水母
2
米高的昆蟲。
“
物體識別對動物生存至關重要,
”
來自以色列內格夫的本
·
古裡安大學的
羅南
·塞格夫(Ronen Segev)
解釋說,區分
獵物
與不可食
用的
物體是一種必不可少的生活技能。
“對於射水魚來說,
這是一項複雜的任務,
”
塞格夫說,他在
研究射水魚
識別潛在食物時依賴哪些視覺特徵。塞格夫
和他的研究團隊
在《實驗生物學》
(
Experimental Biology
)
上發表了他們的發現。
在研究過程中,研究人員發現,射水魚不僅會對真實的昆蟲發射水柱,還會對電腦螢幕上的昆蟲影象發射水柱,這給研究帶來很大的便利。研究人員嘗試讓射水魚射擊螢幕上的一個方塊,並用食物顆粒作為獎勵。然後,研究人員
訓練
射水魚射擊
從不同角度觀看的一隻特定蜘蛛的影象,同時試圖用一片植被的影象分散
它
們的注意力。
一旦
射水魚被確定能夠精準地從不同角度
朝蜘蛛影象吐口水,
研究人員
測試它們是否能夠從任意方向識別蜘蛛,方法是在一片植被或另一隻蜘蛛的影象旁邊,為魚提供蜘蛛的全新檢視。
研究人員觀察射水魚是否能夠
識別
目標
蜘蛛,
是否
仍然會向它射擊,即使它們是從一個不熟悉的角度看到它。
令人印象深刻的是,
射水
魚仍然能夠選擇目標蜘蛛,無論觀察方向如何,這顯示了它們識別單個物體的能力。
在進一步的研究過程中,研究人員把射水魚的攻擊物件換成了其他昆蟲,
從螞蟻、甲蟲到蒼蠅和蜘蛛,同時試圖用植物影象分散它們的注意力。當魚可靠地向昆蟲射擊時,
研究人員
試圖透過向它們展示陌生昆蟲的影象來
考驗
它們,以確定
射水魚能否
能識別任何昆蟲是動物。
不出意料,
這條魚仍然以昆蟲影象為目標,儘管它們以前從未見過這些生物。塞格夫說:
“
射
水
魚可以從
此前的經驗中獲得判斷力
,從而對自然物件類進行物件識別。
”
但是
射水魚
是如何學會
區分動植物
的呢?
為了回答這個問題,
研究人員
將昆蟲、花和樹葉的影象分解成
18
個不同的特徵。然後,他們建立了一個計算機程式(稱為支援向量機),再現了魚的決策過程,以找出
射水魚
區分動植物所需的特徵。
這種魚只需要六個基本特徵,包括環繞物體的鬆散周長、形狀的鋸齒狀或光滑程度,以及其表面的紋理,就可以區分動物和植物,前兩個因素是最重要的。
作為人類,我們使用一種類似的策略來識別彼此的臉,儘管稍微複雜一些,因此研究團隊希望將他們從
射水魚
身上學到的經驗應用於理解其他動物的視覺識別,並設計人造物體識別系統。
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