近期,生命科学学院付世建教授课题组在国际行为学经典期刊《Behavioral Ecology and Sociobiology》上发表重要研究成果:Habitat complexity and spatial navigation: Linking habitat to cognitive strategy in Cyprinid fishes。
行为生态学的一个核心议题是认知与行为的种间变异,而栖息地复杂性是驱动这种变异的重要因素之一。这一点在水生环境中得到了很好的体现:复杂性塑造了鱼类的认知演化,且这种关系在不同环境中具有广泛的适用性。在该研究中,以六种鲤科鱼类(中华倒刺鲃 Spinibarbus sinensis、光唇鱼 Acrossocheilus fasciatus、华鲮 Decorus rendahli、鲤 Cyprinus carpio、鲫Carassius auratus和丁鱥 Tinca tinca)为对象,比较了它们在改良T型迷宫中进行空间学习任务时的表现(图1和图2)。通过整合训练过程中的三个认知指标(正确选择百分比、完成任务潜伏时长和鱼类折返次数)以及运动参数(个体游泳速度、个体游泳加速度和运动时间百分比),系统地揭示了它们在空间学习策略上的种间差异及其背后的生态适应基础。

图1 不同栖息地类型间的学习准确性比较

图2 不同栖息地类型间的任务完成效率对比
结果显示,六种鲤科鱼类表现出一个从“无学习能力”、“习惯化”到“依赖地标学习”的连续认知谱。其中,光唇鱼的学习行为未表现出变化;中华倒刺鲃表现为非特异性习惯化;而鲤、鲫和丁鱥则同时提高了导航准确性和游泳效率,尽管高度依赖地标线索,但仍展现出优化后的表现。跨栖息地比较进一步揭示,栖息于急流-简单(FS)环境中的鱼类一贯依赖持续快速游泳,行为可塑性有限,采取“快而简单”的策略;相比之下,来自缓流-复杂(SC)栖息地的物种演化出高度可塑的“慢而准确”策略,使其能够有效利用环境线索,但同时也易受这些线索变化的影响。
这项研究以实验室饲养的后代为研究对象,支持了认知能力的生态适应假说,并表明在共同饲养环境下表现出的物种差异与其原生栖息地塑造的适应性特化相一致。这些发现提示,不同的生态压力与分化的认知-行为综合征相关联。该研究结果推进了认知的生态适应假说——该假说认为认知特征作为对特定环境压力的适应特化而进化,为理解栖息地异质性如何引导动物认知与行为可塑性的进化提供了一个坚实的实证框架。
该工作近期被《Behavioral Ecology and Sociobiology》杂志接收。重庆师范大学生命科学学院、进化生理与行为学实验室为该工作的完成单位,第一作者为2023级博士研究生李武新,通讯作者为付世建教授,曾令清教授和2024级硕士研究生魏庆银为共同作者。该研究得到了国家自然科学基金(32370509和31670418)、国家重点研发计划(2023YFC3205903)的共同资助。
论文链接:https://doi.org/10.1007/s00265-026-03737-1.
图文:李武新
审核:曾令清