人类并非唯一会使用工具的动物，海豚、黑猩猩和许多鸦科鸟类也能利用工具完成任务。与人类相似，新喀里多尼亚鸦（Corvus moneduloides，新喀鸦）也有“左撇子”和“右撇子”之分，不过这里的“左”“右”指的是它们叼工具时的朝向。牛津大学的研究人员发现，尽管新喀鸦的双眼视野很宽，但影响工具使用偏好的却是单眼视觉。该研究在线发表于《当代生物学》期刊，果壳网科学人采访了通讯作者亚历克斯·卡采尔尼克（Alex Kacelnik）。
双眼看3D
鸦科鸟类以聪明著称：它们记忆超群，社会行为发达，学习能力强，能使用甚至制造工具。新喀鸦是其中的佼佼者。“新喀鸦是少数天生就会使用工具的鸟类，且工具使用技巧在鸟类中最为精巧灵活。”卡采尔尼克教授说，“我们试图理解动物的思考方式，而工具使用行为可能揭示它们解决新问题时的内心活动。”
新喀鸦的双目视野接近60°，几乎与人类相当。“在已知鸦科鸟类中，新喀鸦的双目视野最宽。”卡采尔尼克介绍，“它们有两个特别之处：极致的工具使用能力和宽广的双目视野。因此我们自然想到这两个性状间可能存在关联。”
双目视野是两只眼睛视野的重叠部分，大脑据此计算物体距离，形成立体视觉。但研究团队没有按常规思路出牌。
新喀鸦工具使用精巧，双目视野宽，几乎与人类一样。过去认为它们使用工具时依赖双眼视觉，但这项研究通过建模发现单眼视觉才是主导。图片来源：Jolyon Troscianko/jolyon.co.uk
单眼用工具
“当双眼视野交汇时，我们自然想到两只眼睛同时看见物体。但这不是唯一可能。”卡采尔尼克说，“如果只关注单侧眼睛的图像，就能在两幅图像中选取最有用的一张。考虑到工具使用的生态意义，我们认为这可能是新喀鸦的策略。它们常将木棍伸进深孔，这时只有一只眼睛能看进洞口深处。”
研究小组建立了模型，模拟新喀鸦用工具取食树洞中甲虫幼虫的过程，评估双眼和单眼视觉的作用。“我的学生安东·马蒂纽三世非常热衷于了解鸟类眼睛和脑半球之间的信息交换，这个系统对探讨这个问题很理想。”卡采尔尼克和同事综合了洞口宽度、深度、工具尺寸和探测长度，以及每侧眼睛的视野，调整每侧眼睛的使用度，评估两只眼睛的使用情况。结果表明，即使在最理想设定下，双眼同时看见洞内情况的比例不到一半（45.3%）。换言之，这个过程基本靠单眼视觉。
卡采尔尼克用木条戳洞里的幼虫（上）和新喀鸦在类似状况下使用工具时的简易模型示意图（下）。研究团队综合了模型中的各个参数进行分析。大部分情况下，与工具同侧的眼睛看不到孔洞深处，任务主要由单眼完成。图中比例尺为2厘米。图片来源：研究论文。汉化：Paradoxian
“现有数据不够精确，但即使对双眼使用度的估算不可靠，探取甲虫幼虫的过程很明显几乎全是单眼完成的。”卡采尔尼克补充说。由于始终能看见洞里情况的只有对侧眼睛，新喀鸦宽广的双眼视野更像是单侧视野努力向对面延伸（以看见工具顶端）的结果。
为了印证猜想，研究小组测试了鸟儿的眼优势（eye dominance）——如果它们长期偏爱使用特定某侧眼睛，这只眼睛的视觉会更敏锐，成为优势眼。眼优势的存在也意味着大脑不能很好地将两侧眼睛的图像匹配处理，立体视觉会变差，进一步削弱了依赖双眼视觉的可能性。结果不出所料，在9只完成测试的新喀鸦中，4只喜欢用右眼，5只喜欢用左眼。
左上：实验道具，左下：新喀鸦使用工具完成实验。右图：5只“左利眼”的新喀鸦用不同方式使用工具时的表现。图片来源：研究论文
谁促进了谁？
“也许工具的使用让它们有了更宽广的双目视野，也有可能是在其他因素推动它们演化出宽视野之后，使用工具变得更容易了。”卡采尔尼克总结道。“这些幼虫对新喀鸦很重要；不过它们也会在其他情况下使用工具，而双眼视觉可能在其他情况中起重要作用。”“我们不确定，但更有可能是工具使用促进了眼睛的演变。”
大部分使用工具的动物都有特定的偏好方向，例如人类90%是右撇子。但有趣的是，新喀鸦对工具使用方向的偏好似乎是随机的。研究者推测，这可能是因为鸟类必须用嘴处理工具，眼睛不得已与嘴的运动同步——它们的上肢已演变成翅膀，嘴和爪代替了“手”的功能。这种同步带来的眼优势牺牲了立体视觉，为其他行为带来潜在不便；这可以解释为什么眼优势和使用偏好没有固化成先天特征，而是在后天发展中随机选择方向。
关于新喀鸦行为的研究还在继续。研究团队给每只参与研究的新喀鸦都取了名字，在论文中也不避讳展示出来。“它们很机灵，”卡采尔尼克透露，“它们养成了在眼优势测试中‘骗过’我们的习惯——例如弄翻实验器械，拉扯录像带等。”
卡采尔尼克最喜欢的新喀鸦贝蒂（Betty）。图片来源：Alex Kacelnik
被问及大家最喜欢哪只时，卡采尔尼克坦言很难说。“安东最喜欢的那只叫姜戈（Jungle）——主要是因为它酷爱当被试，所以很方便尝试新的测试任务。我的话，长久以来的最爱必须是贝蒂（Betty）；它虽然已在几年前去世，但它是我们发现的第一只能在实验室里造出钩子的鸟，而且在解决一个新问题时连续使用了三种工具。”（编辑：Calo）
参考文献：
- Martinho, Antone, et al. "Monocular Tool Control, Eye Dominance, and Laterality in New Caledonian Crows." Current Biology (2014).
文章题图：Alex Kacelnik