鸡的头是最稳的(妈呀为什么鸡的头会这么稳)

“为什么我的鸟怎么晃它的头总是这么稳?”

鸡的头是最稳的(妈呀为什么鸡的头会这么稳)(1)

首先,再次感谢有读者给我们提供的素材!欢迎大家积极询问!或者也可以积极投稿!要是闲得慌而且对生物感兴趣的同学也可以加入(人数少得可怜的)我们!

咳咳,怎么一开始就跑题了。

其实对于鸡头非常的稳,相信很多摄影爱好者都不陌生:当你抓住一只鸡,怎么晃动它的身子,它的头总能全然不动,非常稳定。

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▲ 不动!不动!我就是不动!(图源:SmarterEveryDay)

也有很多人试着将鸡头和自己的头以及手持相机做了个对比,可以说稳定性差异显著了:

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▲ 从左到右分别是人头、鸡头和手持(图源:jeremiahjw)

而除了鸡头,我们的读者也发现,其他的鸟类都有这样的一个稳定的脑袋。那为什么鸟类的脑袋会这么稳定呢?所以人的脑袋不稳是不是就很不如鸡呢?

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▲ 甚至可以拿来做稳定器!(图源:LG手机广告)

其实关于鸟的脑袋和人不太一样这样的问题早在上个世纪30年代有人注意到了,但不是它很稳,而是它们会有一种“点头”的前进方式(想象一下你见过的鸽子走起来脑袋是不是一顿一顿的)。具体来讲是,脚先迈了出去,头之后才跟上。

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▲ 鸽子和鹤似乎都有这样类似的头部和行走想搭配的现象(图源:Dunlap K)

这个时候的研究者就开始猜测,到底是什么导致的这样的“点头”呢?

有的人觉得是因为身体在前进导致了感官也跟着改变;有的人则认为是因为肌肉的运动导致了头部的运动;还有的人则认为这是因为视觉的变化,造成了这样的头部运动。那到底是那种原因导致的呢?

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▲ 咕咕咕!你们随便猜,我照样点头(图源网络)

几十年后,1975年,Mark B.Friedman 做了一项非常精巧的实验来解决了这个问题,验证了之前提到的三种可能:

他给鸽子构建了一个箱子一样的装置,这个箱子可以移动,也可以固定住。然后箱子上装了电视可以给鸽子看到周围的环境。

首先给鸽子看不变的场景,但是箱子会移动,足以刺激鸽子的其他感受器官,但是视觉没有变化——但是鸽子头没动(如下图d);

之后则是把箱子底下凿开,让鸽子可以走动,但是看到的场景还是一样的,随着箱子移动被固定住的鸽子也跟着走了起来——但是头还是没有动(如下图e);

最后,把鸽子固定住了,但是看到的场景开始变化——这时鸽子的头动了!(如下图f)

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▲ 这个巧妙实验的示意图(图源:Mark B.Friedman)

后来,又有研究者用跑步机重新进行了类似的实验,得到了相似的结果:鸽子头会动,是因为视觉的变化。

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▲ 大概是这样的实验(啊找了好久都没找到类似的实验图片,结果找到个kiwi鸟的,希望能够有助于大家理解,图源:知乎专栏)

而后来又有人对鸽子的行走做了一串连续的摄影,来看看鸽子头部的变化:他们发现,其实鸽子的头一直保持了很稳定的位置。当身体向前移动,头就会很稳定地向前平移,保持一个固定的视线。

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▲ 连续曝光的叠加,可以看到鸽子的头在走路的时候也很稳(图源:Barrie J.)

这时我们再看回最开始我们的疑问:为什么鸡头可以这么稳?经过研究者的假设和验证,我们大概可以下一个结论:这是因为鸟类需要寻找一个稳定的视觉图像,他们根据得到的视觉信息,调整自己的脖子和头部,来达到一个比较稳定的视觉。

而且,鸟除了走路,更多的时候需要飞行(我们先无视掉鸡)。那么能有一个稳定的视线,对于他们预防天敌,或者寻找食物就非常重要了。

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▲ 咕咕咕(图源:知乎专栏)

而提到稳,不经意地就会想到蜂鸟吸食花蜜的场景。蜂鸟的翅膀扑动地非常快,但是它的头却能很稳定地吸食花蜜。

有研究者对蜂鸟和其他鸟类的大脑脑区进行了比较,发现蜂鸟控制视觉反应的脑区远大于其他鸟类,同时它们的眼眶结构也有特殊的变化。可以猜测,鸟类的头部控制与神经反应以及眼睛的结构息息相关。

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▲ 蜂鸟(图源:科普中国)

但是人真的就不如鸡吗?其实不然,我们二者只是稳定的方法不一样而已。你可以盯着一个东西,试着使劲晃你的脑袋,自然情况下你的看到的并不会随着你的脑袋晃动改变(是的我刚刚晃了一下试了试)。

这是因为人不同于鸟类,眼珠的活动范围更大,可以通过眼珠的移动来确定我们需要的视野。再通过神经的辅助调节,我们的眼睛其实也是一个很棒的稳定器:你看晃脑袋你盯着的东西还是很稳地呆在那吧。

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▲ 当然,有些时候人也会用脖子和头部来控制自己的视觉(图源:果壳)

但为什么在进化的历史中,鸟类进化出了这样的利用脑袋的运动来看东西,而人却是用眼珠的转动来看东西呢?

虽然没有定论,但是有一个假设是目前比较可信的:鸟类需要获取运动视差。

所谓运动视差,就是当你扫视周围或者视野变化的时候,由于你视野的变化,你会看到离你近的东西移动得更加明显,因而可以区分远近关系。

举例来说,在你坐车的时候,看向窗外:近处的护栏和远处的楼房或者山脉,它们的移动速度都不一样,于是你可以区分出它们的远近距离。

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▲ 比如这样(图源:CNDS博客)

但我们先不讨论人类的这种运动视差,来看看其他生物的。比如有些昆虫,例如螳螂,会利用这样的运动视差来决定自己要跳多远;或者是类似螳螂的一些物种,在捕食时也会利用到运动视差。

再看回鸟类,借助头部的运动,他们可以达到视野变化的作用。尤其是在飞行的时候,这样的运动视差,能有助于他们确定目标的准确位置:鸽子在着陆是头部就会出现摆动,以确定具体的位置信息。

而有些水鸟,在捕食水中的鱼类时,他们的头部并不是直接冲进水里的,而是会有一个垂直于水面上下移动的运动。这样的运动可以避开水面的折射,进而使得更准确地找到猎物。

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▲ 水鸟捕食猎物时随头部运动视线变化的示意图(图源:Kral K .)

而有种鸟类的头部运动也非常有趣——猫头鹰。猫头鹰由于脖子的骨骼很长,所以可以实现270度甚至360度的转头!这样就不仅仅是运动视差了,这样不需要转身的广阔视觉范围,显然为它夜间捕猎提供了不小的帮助。

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▲ 看着它转头感觉也瘆得慌(图源:知乎)

当然,这一个解释应该还是不能完全解答为什么鸟类用转头来改变视野。但是这也是进化的神奇而有趣的地方:一切总是存在着不确定性,而具体的原因,还要期待以后更多的发现吧!

参考资料:

  • 鸟类行走的点头问题 -科学松鼠会
  • 鸡头为啥能“防抖”? -果壳
  • FRIEDMAN, Mark B . Visual control of head movements during avian locomotion[J]. Nature, 1975, 255(5503):67-69.
  • Barrie J. Bird head stabilization[J]. Current Biology Cb, 2009, 19(8):R315-R316.
  • Iwaniuk A N , Wylie D R W . Neural specialization for hovering in hummingbirds: hypertrophy of the pretectal nucleus Lentiformis mesencephali[J]. Journal of Comparative Neurology, 2010, 500(2):211-221.
  • Kral K . Behavioural-analytical studies of the role of head movements in depth perception in insects, birds and mammals.[J]. Behav Processes, 2003, 64(1):1-12.

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