从“气泡柱捕猎法”到“鲸尾拍水捕猎法”，座头鲸的捕食技能是怎么得来的？-SAT阅读背景知识

在美国东北部缅因湾一带的海域，生活着很多座头鲸（humpback whale），它们很喜欢吃鲱鱼（herring）。那它们怎么抓鲱鱼呢？五六条座头鲸先围着一大群鲱鱼游，然后向下潜，同时嘴里一起吐泡泡。座头鲸吐出的气泡会自然地朝着水面的方向向上移动，这样每条座头鲸上方就形成一道空气柱，五六道空气柱正好把鲱鱼群给围起来了。然后几条座头鲸一起猛地朝着鲱鱼群中心方向斜向上猛冲，张开大嘴，就可以把大量鲱鱼吞到肚子里。这种捕猎方法叫“气泡柱捕猎法”（bubble-net feeding）。

大概是1980年，有一只非常有创意的座头鲸，给这种捕猎方法做了一个小小的改良。它的同伴都在按老方法在鲱鱼群下面吐泡泡的时候，它单独跑到鲱鱼群上方去用巨大的尾巴猛烈拍击水面。原来，以前那种“气泡柱捕猎法”还是“网开一面”的，在鲱鱼群底下的几条座头鲸往上猛冲时，还有蛮多鲱鱼可以通过纵身一跃跳出水面逃过一劫。这只懂得“大众创新”的座头鲸，通过提前在鲱鱼群上方拍水面，吓得鲱鱼也不敢往上跳，相当于把鲱鱼最后一个可以逃生的方向堵死了。

这个新方法很管用。其他座头鲸尝到了甜头，就开始学坏了。后来除了在底下吐泡泡的座头鲸外，另外再派两三只座头鲸到鲱鱼群的上方去迅速大力鞭打几下水面（连拍五下就是五连鞭），或者大家一起先在鲱鱼群上方拍几下水面，然后再潜到鲱鱼群底下去吐泡泡，最后再张开大嘴往上冲。这种捕猎方法叫“鲸尾拍水捕猎法”（lobtail feeding）。可能是因为lobtail feeding的动作特别霸气，这种行为在鲸群中间像病毒一样传播开来。到1988年，缅因湾的座头鲸中就有大概20%学会了这项技术，到2013年，大概40%都学会了。你可能会问，这有什么稀奇呢？我不也跟我同学学会了玩王者荣耀和刷抖音吗？原来，按照以前长期占主流地位的理论，动物和人的学习能力是不可同日而语的。动物的技能主要来自基因遗传，基本上是不太会向同伴学习的。也就是说，按照老的理论，即使是某一条座头鲸因为基因变异首创了lobtail feeding，它也只会把这种技术传给它的子女后代，它的同学同事小伙伴从它身上学会这种新技能的概率是很小的。

科学家们发现，1980年正是缅因湾的鲱鱼大量减少、接近灭绝的时间点。于是，他们提出了另外一种解释：鲱鱼可能觉得座头鲸应该点到为止，不应该赶尽杀绝搞什么lobtail feeding，不讲武德；遂决定不跟座头鲸玩了，集体逃跑了，临走时叫它们好自为之。从1980年开始，座头鲸渐渐不吃鲱鱼了（跑光了），改吃玉筋鱼（sand lance）了。还有一种可能，因为鲱鱼被吃光了，bubble-net feeding的老方法对玉筋鱼不太管用，所以座头鲸不得不研发了lobtail feeding这种新的“杀手锏”武器。有一个研究机构叫“新英格兰地区鲸鱼研究中心”，这个机构坚持27年，每次在海里碰到鲸鱼就用摄像机拍一段视频记下来，累计拍了7万4千个观测鲸鱼行为的视频。Janet和Luke两位科学家用两种不同的数学模型来模拟：从1980年到2013年，lobtail feeding这种技术在座头鲸群中会传播成什么样。

第一种数学模型假设座头鲸有能力向其他座头鲸学习lobtail feeding技术； 第二种数学模型假设座头鲸只能从父母那里遗传得到lobtail feeding技术。

然后，科学家把模拟计算出的结果跟7万4千个视频实际观察到的情况去比对，发现第一种数学模型模拟得到的结果和实际观察到的情况完美吻合，其吻合程度比第二种数学模型高23个数量级（order of magnitude）。23个数量级是什么概念呢？如果你拿地球的重量去和一个人的体重相比较，前者就比后者高23个数量级。所以这两个科学家就得出结论，证据确凿了，座头鲸确实会向其他座头鲸学习lobtail feeding技术。研究还表明，一头座头鲸会lobtail feeding技术，它的子女可能会，也可能不会。基因在这件事上基本不起作用。

座头鲸生活的环境中herring减少，不得不改吃sand lance这个因素，对座头鲸掌握lobtail feeding技术也有一定影响，但这也只是次要的因素。最主要的因素是座头鲸会向同伴学习。这一结论是非常清楚明白的（unequivocal）。可能有些人会提出这样的反对意见说：“虽然这项研究用了27年的大量视频数据来当证据，但是这些观测证据仍然可能限于局部区域（patchy），而且全都是观测数据，而不是实验数据；还有可能看到的把老是做lobtail feeding动作的鲸鱼当成了好多鲸鱼都会做lobtail feeding。只有实验才可以通过设置对照组的方法排除一些干扰因素啊”。对此，Janet和Luke回应说：“有实验室数据当然更好，但是座头鲸体型太大，我们没有能力拿大量鲸鱼做实验，也没有人有能力拿它们做实验。你们年轻科学家这样挑刺，有点不讲武德啊，你们好自为之。”