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第三个实验我觉得是做得非常精细的一个实验,我觉得这个实验人员
想得非常巧,想得也非常周到 这是一个什么故事呢?是一个纹翅蝇的故事
你们看到这个图片上在你们左边是一个蜘蛛 它叫jumping
spider,它也不结网的 可是它就跳来跳去的,它是这种靠这个速率,跳的这种速率来捕猎
在你们右边的呢是一个纹翅蝇,它的翅膀上 有斑纹,看到吧?有黑色的条纹
给你们介绍一下背景 纹翅蝇的主要天敌是跳蛛,当然它还有其他的天敌,待会我们要提到的
纹翅蝇当它受到干扰的时候,特别是受到惊吓的时候 它会快速地摆动它的翅膀
所以你想它这个上面有条纹 它快速摆动的时候,就像一根线,你们如果刚才观察得仔细一点的话
跳蛛的腿上是一条一条一条黑色的斑纹的 所以人们就觉得
它这种快速地震动它的翅膀,使得翅膀有点像 一个有条纹的腿,所以这个
问题就是说,快速震动翅膀这种行为是不是对
跳蛛的拟态?它拟态的话有两种可能哈
如果是,它或者是去迷惑跳蛛,跳蛛觉得
这怎么是一个我同类在这儿!或者是去吓唬其他的天敌
我跳蛛来了,你们这个赶紧逃吧!有这样的功能是吧?就是说有,有这几种可能性
实验设计,有谁来愿意设计一下,就是说
我现在有了这几个假设了 或者是拟态跳蛛,或者不是拟态跳蛛,如果是的话
吓唬跳蛛呢,还是吓唬其他天敌?我要设计实验来
提出我的证据来看看到底哪个假设是对的
>> 第一个问题就是说跳蛛捕杀纹翅蝇的
主要的通过的是视觉,还是通过它身体上的那个触须或者毛的感知能力,然后
>> 视觉吧,我们暂且说视觉。>>那我觉得没什么可说的了
反正我刚才想就是说如果是,如果是我们可以做白天跟黑夜对比实验 因为我读到的有些文章会说,不是所有蜘蛛视力都是很好的
然后如果它在白天跟黑夜咱们可以比较它的存活率 然后这一点就是先确定了跳蛛是不是到底是靠视觉去
捕猎的?然后如果,如果是的话,那么我觉得,如果
不是靠视力的话,那我觉得它高频震动翅膀对跳蛛既然没有影响的话,那估计就是
通过拟态来吓唬别的天敌,不知道你有没有听懂我的逻辑?<<听懂了。<<好的,谢谢
听懂了,这个同学想得挺细的哈,他就说你条件没有给我充分,你没有告诉我
这个jumping spider去捕捉这个纹翅蝇的时候是靠视觉呢,听觉呢,触觉呢?
它是靠视觉,白天。<<我想的就比较残忍点,我就把那个纹翅蝇那个翅膀都拔掉
然后做对照实验,然后看把拔掉的那个
纹翅蝇放到拟态,就那个跳蛛旁边,看跳蛛会不会吃它 我就拿对照实验,或者会,会不会吓唬其他天敌。
>> 好的,这个同学就很简单,我就把它翅膀拔了算了
其实他讲的就是有一点接近了 确实要在翅膀上动点手术
这就已经提醒你们了,它不,不光是全拔掉 全拔掉其实你,看不出来,你拿任何一个苍蝇拔了放在那
是吧?什么东西拔了呢都,都一样了,就是看不出它这个到底高频的震动 这个特点
>> 如果是那个条纹在它 震动的时候会产生一个拟态的话,那如果把那个条纹给
就是挖掉,就是把那个驱壳给挖掉的话,因为这样的话你就会关,关注它那个高频的震动,然- 后也不会
就是对它,就是它自身震动。我刚才想如果是把它完全涂黑的话 但是那样想如果,如果它就振不起来了,然后还是把条纹挖掉
就是可以看它是不是,就是完全通过这个条纹产生一个
拟态,然后来保护自己。>>OK,这个同学说就是把条纹挖掉 它就没有条纹了。>>还有没有同学?
因为这个实验设计的非常地巧 所以我,我很希望有同学能够想到
>> 我想针对它那个声音提出来一个方法,就是
他不是说在振动的时候,除了条纹,声音也会对蜘蛛产生干扰吗?
那这样的话,你如果把蜘蛛跟那个纹翅蝇放在 就是同一个比如说玻璃箱子两端
然后在中间给它加一个透明的隔板隔绝它的声音的话不就可以 那个就是排除声音的干扰了吗?然后至于
那个条纹的问题,就是我想了一个 比较,也是切翅膀的方法,那个
它的条纹不是在翅膀上是一条一条分布的吗?
然后你在那个最底下的那个条纹,然后 如果你想保留的它的条纹的话,你就切条纹稍微靠上一点
如果你不想保留它的条纹的话,你就切条纹靠下一点,这样的话对于那个纹翅蝇的影响比较小
>> 切了以后呢?>>切了以后呢?>>然后切了以后还是按照刚才的实验
好像还没有说到点子上。>>没事,没事 反正还是要有切翅膀的哈,还有就是声音的话,我可以把它隔一下
还有同学愿意说吗?补充的?我们开始讲啊,看看别人怎么做的,这个实验是
这个,我看了以后,我觉得哎呀,太精巧了! 我说的做手术
它可以精巧到把这个翅膀剪下来,重新贴上去 他找了一个跟纹翅蝇
差不多大的,就是家蝇,house fly,就是家蝇的翅膀上
是没有条纹的,家蝇的翅膀这个震动的频率
不如纹翅蝇快 所以你看它用了这两个物种,他这个其实是用了两个物种了哈
他完全就想看看,因为大小差不多嘛,就想看看有纹翅,有纹路的翅膀
和震动这两个。我们来看一下他怎么做的 他是根据假设
来的,这一点也是我非常欣赏他的地方。他提了三个假设 和在这个每一个假设底下他的预测
第一个假设这个纹翅蝇的翅膀 这种有纹路、高度的震动并不是拟态
也就是说它也吓唬不了跳蛛,它也吓唬不了其他的天敌
它就是这样一个特征,没有在对天敌方面有它的适应性
我讲了,天敌方法,这个一定要局限在你所做的,你所想研究的问题上
实验设计,看它很巧的地方。第一个就是完整的
这个纹翅蝇,它能够高频率地震动它的翅膀
这个实验它是把这个翅膀剪了一刀以后,重新接上去
这相当于一个什么?对照,对了!
它自己的翅膀重新接,它其实是一种对照,就是说看这种手术
对它的行为,对它这个翅膀整个功能会不会有伤害 也许你剪了以后你不是要跟家,家蝇去换嘛
也许你剪了就伤害到它,它就失去了这样的高度震动啊这种
功能了,是吧?你一定要去做一个实验,看我重新接其实是不影响它高度的快速运动的
这个纹翅蝇干嘛啦?接了一个啥?接了一个家蝇的翅膀
但是它还能够快速地震动 这个能力在,它就没有了纹路了
这是一个家蝇,接了一个纹翅蝇的翅膀
它有纹路,但是它不能够快速地震动
最后一个就是家蝇,这个就不需要再重新接一下了,因为你已经有了一个 B
的这个组的,对吧?就是你证明它这种接不会有影响
所以就是五个,你们记住了,A、B、C、D、E 这样五组非常精细的,这个实验做得非常精细
这种手术不是一般人能做的。好,我们看看每一组的目的
没有动任何手脚的,没有动手术的这个纹翅蝇是
它的纹翅加上它的震动,这个是一个对照,我刚才说了哈
接家蝇的是要它的震动,它能够很快地
来震动它的翅膀,给了家蝇接一个纹翅,就是说
就有一个纹路而已,它没有高频率的震动 那么家蝇呢就是又,又没有纹路,又没有震动
在这个第一个假设底下,他去预测
跳蛛会有什么样的反应?跳蛛会不会很快地攻击它?还会吓跑了?
是攻击还会逃跑?攻击。所以 这全部是进攻、进攻、进攻、进攻、进攻
因为它没有吓唬它嘛,其他天敌呢?都是,一样的
所以这是第一组,第一个大的假设里面
你推测跳蛛和其他天敌所可能产生的行为
第二个假设,纹翅蝇的这个拟态,拟态跳蛛的话
是为了吓唬其他的天敌,是为了逃避其他的天敌 哪怕就一会,你想啊,天敌来了
纹翅蝇感受到了,它赶紧震动翅膀,如果这个天敌一犹豫
就给纹翅蝇留下了逃生的时间,所以这个其实这个天敌犹豫的时候
对纹翅蝇来说是非常宝贵的,这个时间非常宝贵,它可以马上逃
所以你看哈,它有可能是对其他天敌去迷惑其他的天敌
是吧?还是同样的这个设计,同样的目的 这个时候跳蛛会怎么样?
在这个假设底下,你预测跳蛛的行为是什么? Ok,有同学说了,全是攻击
它去攻击这个猎物。其他天敌呢?
它会撤退,这个撤退,我讲了不一定是完全就逃走了,它会,它会犹豫一下,它会退一下
然后想想到底,然后它再决定下一步的行为,我们把这个叫撤退
这个也是,就是有自接的这个翅膀,它也是同样有这个功能的
那么其他的几个呢?都是进攻 对吧?它一定是要高度震动的,这个它会,才,才会像有一条斑纹的腿
第三个假设,它是为了拟态跳蛛
去迷惑跳蛛。这是第三个假设,在第三个假设底下呢我们这个同样的设计
跳蛛怎么样呢?这一次,在这假设底下你预测跳蛛会撤退了,是吧?
Ok,那么对其他的呢,它还会去 攻击去,那么其他天敌呢?都是进攻,都是去攻击去
所以这个,这个实验我是非常欣赏他在这个地方,它有
很精细的实验的操作,它有非常周到的这种假设
预测,然后他用他的实验体系来验证
他的这些预测。我们看结果 先看对跳蛛的,这是A
B两组 就说有震动,有纹翅,看上去像一只跳蛛的腿
对这样的这个实验组来说,你们看到的这个结果
就在这,看到吧?这是,他把它分成三个类
就把这个跳蛛的行为分成三类,第一类是叫retreat,它干脆就走了
掉头就走。还有一个它叫stalk and
attack 它在那儿犹豫一下,想想,就等于甄别一下这到底是谁
然后它回过神来了,去attack,就是还,还继续去攻击
这是另外一类行为。它最后一类行为就是kill
犹豫都不犹豫,扑上去就把它吃了
20个跳蛛里头,在A这个实验组和B这个实验组里面
都有15个跳蛛掉头就走的,它走了,它觉得这是它的同类 那么还有呢就是在A组里头
就是停一下去attack的没有,但是在B组里面有一个 它停了一下,就继续去吃吧,这是属于比较聪明的一跳蛛
直接Kill的呢也有,在A组里面有5个,在B组里面有4个,这两组实验
就是告诉大家多数的
这种纹翅蝇,不管你这个翅膀有没有做手术的,都能迷惑这个跳蛛 而且这种是比较显著,这个差异是比较显著的
有15个,干脆就把它吓走了嘛。我们再来看看其他的组
C、D、E这三组,一个是没有了纹路了
还有一个就是说没有了震动了,还有一个干脆啥都没有的,对吧?
这个结果,看到吧?在C和D这个组里头
只有大概2个跳蛛,觉得这有,这有点怪怪的啊
它掉头走了。C组有11个,D组有10个,它犹豫了一下
但是还是跳上去把它给吃了,这是还是蛮多的
因为这个都是在一个密封的东西里头 它犹豫的时候这个纹翅蝇是逃不掉的啊,最后还是被它给,给捉住了
那么还有呢就是你看kill干脆就犹豫都不犹豫就把它们给杀了的
这有9个,这有10个,总体来说结果就是极少数的能迷惑到跳蛛
大多数的是被它给吃了的,对吧?被它给攻击了
E组呢?干脆想都别想,一个都没有逃的,一个都没有回头的
或者是停了一下去吃它了,或者是就直接就把它吃了
所以这个E组是最惨的,全军覆没。这个几组实验,就是A组和B组是比较相似的
是归成一大类,C、D、E这三组归成一类
这两,就是变成两大组了,这两组的结果的差异
是用统计学上来分析一下,是非常显著的,我们再看看其他天敌,因为它那个
假设里面是涉及到其他天敌的。刚才是跳蛛的,你们就记得啊
有震动和纹路的纹翅蝇,不管它做没做手术
它确实能够迷惑跳蛛,对吧?那么对于其他天敌来说呢?
他就没有用5组来做了,因为他觉得第一组、第二组他觉得没有差异
他就用了,因为你这个接翅膀还是精细活、技术活 不是那么好接的,所以它就用了完整的这个纹翅蝇来做
其实C组和D组其实也没有差异 是吧?刚才我也是一起说的,所以他就干脆就用接了
家蝇的翅膀,就没有纹路的那个纹翅蝇来做,第三个还是用这个
家蝇,我们看看它的结果,它用了哪些其他的天敌呢? 一个是非跳蛛类的这个蜘蛛
跟跳蛛没关系的其他的蜘蛛 给你的这个数字呢是它们去
自从它看到了这个猎物以后,它去攻击它的时间,这是秒
以秒计算的。你比如说看到了这个纹翅蝇 它看到了猎物以后,它马上去攻击,这个之间的时间
在这是second,以秒来算,它看到纹翅蝇
它们不同的这个蜘蛛攻击的时间是不一样的,从16秒
到207秒,也许这个蜘蛛它不饿呢,这个 就有其他的这些,所以它有很大的数字的差异
那么看到这个接了家蝇翅膀的这个纹翅蝇呢,它的攻击时间是32秒
到149秒,就是这样的这个数字,下面我就不继续
具体讲。第二个天敌是刺蝽 它这个时间也放在这儿,从39秒到600多秒
家蝇那个是34秒到700多秒 他一共看了四种非跳蛛类的天敌
螳螂,大家知道螳螂也是这个 也是一些小昆虫的天敌,你看它的时间
我们再来看,还有这个长尾蜥
所以你把这个时间去统计一下,这也要统,用统计学的这个分析
来看看它们之间到底显著不显著,所以这四种天敌
就非跳蛛类的天敌,它们去从看到猎物到攻击它的话
它们之间的时间是没有差异的 这很重要,没区别
跟刚才就完全不一样了,刚才的那个A、B两组 跟C、D、E组它们之间是有显著差异的,这个就根本没有差异
所以这个得出来的一个结论 就是说纹翅蝇它这个纹路和震动
其实是逆天跳蛛的,它跟去吓唬其他的天敌没有关系
专门针对跳蛛,这个实验 我觉得得出来结论的这个证据还是比较充分的
他考虑地比较周到 实验设计地很精巧,他考虑的因素也很多
特别是像这种他也用了非跳蛛类的天敌去做
他用了统计学的方法去 分析,看看到底这些差异,差异是不是显著的
这个实验是,也是 《Science》上的一篇论文,我把这个原始的文献都放在这个地方
很有意思,很短的这个小文章,你去看看,我觉得还是很受启发的