海豚擁有「第七感」：超越鴨嘴獸的「電場」感知能力

高 詩豪

海豚被發現具有比鴨嘴獸更敏感的電場感知能力，這項發現可能對它們的生存扮演著重要角色。在《實驗生物學》期刊上發表的一項關於瓶鼻海豚對電場敏感度的研究發現，牠們能夠感知弱至2.4微伏特/公尺（以下簡稱微伏）的直流電場，這比先前測量的鴨嘴獸還要好。

「電感應」是如此有用，以至於它在動物家族樹的不同分支上多次演化，但它僅在哺乳動物中被發現，包括鴨嘴獸、針鼴鼠和一些海豚。後者尤其令人好奇，因為海豚的回聲定位能力似乎使電感應變得不必要。然而，就像牠們為了安全地獲取陷阱中的魚類和保護自己免受尖銳物體的傷害，而發展出了非常創新的方法，看來海豚也在許多世代中磨練了自己的感官。

海豚面部擁有稱為「毛囊窩」的小窩，富含神經末梢。2022年的研究證實這些能夠讓海豚感知到微弱的電場，但並未提供具體的感知能力範圍。然而，即使在清澈的水域中，海豚似乎也發現了電感應的用處，並且保持了相當程度的這種能力。

羅斯托克大學研究團隊在紐倫堡動物園測試了兩隻雌性海豚，Dolly和Donna。牠們的生活區域包括九個水池，提供了將兩隻海豚與其它同伴分開的機會。每天一次，每隻海豚都會將鼻子放在一個帶有兩個電極的頭部固定裝置上，這些電極可以在牠們周圍的水中產生微弱的電場。Dolly和Donna接受了訓練，當牠們感知到電場時會離開測試站，沒有感知到時則留在原地。

相較起直流電 海豚更不易發現交流電

本實驗中，海豚頭先游入一個水下裝置並在裝置內定位，將其吻部放置在特定位置，同時用吻部尖端觸碰目標。實驗者無法被海豚看見，以防止任何意外的提示。在試驗期間，海豚會在裝置中的目標上定位，確保在所有試驗中海豚吻部的位置保持一致。電極位於海豚上吻部無毛的毛囊窩上方約10公分處。如果出現電刺激，海豚被訓練在刺激開始後3秒內離開裝置（命中）。在無刺激試驗中，海豚至少在原地保持12秒（正確拒絕）。正確反應會得到實驗者的次級強化，隨後由訓練者給予魚獎勵。不正確的反應則不會得到強化。（圖／《實驗生物學》）
本實驗中，海豚頭先游入一個水下裝置並在裝置內定位，將其吻部放置在特定位置，同時用吻部尖端觸碰目標。實驗者無法被海豚看見，以防止任何意外的提示。在試驗期間，海豚會在裝置中的目標上定位，確保在所有試驗中海豚吻部的位置保持一致。電極位於海豚上吻部無毛的毛囊窩上方約10公分處。如果出現電刺激，海豚被訓練在刺激開始後3秒內離開裝置（命中）。在無刺激試驗中，海豚至少在原地保持12秒（正確拒絕）。正確反應會得到實驗者的次級強化，隨後由訓練者給予魚獎勵。不正確的反應則不會得到強化。（圖／《實驗生物學》）

電場強度從500微伏開始逐漸降低。結果顯示，海豚在這方面的能力更強。在成功率達到96％的起始電場強度後，兩只海豚的表現雖有所下降，但仍遠高於平均水平。Dolly在5.5微伏的電場下的表現達到隨機水平，且在低於此水平時失去了繼續參與的動力。Donna則更為敏感，能夠感知高達2.4微伏的電場，並且在略高於此水平時表現良好。

兩隻海豚在檢測交流電場方面的能力較差，需要在1赫茲時高達10倍的電場強度，且在更高頻率下表現更差。研究人員表示：「微弱的生物電場對於被動式電感應動物是一個可靠的短距離信息源，因為所有生物體都在水中產生直流電場。」這些電場是由魚類或甲殼類動物的離子流動產生的，並且受到肌肉活動產生的低頻交流電場的調節。

如果你同時能夠看到、聽到、品嚐、聞到、觸摸這個世界，甚至能通過回聲定位和感知電場，那麼你有可能會被過剩的信息所淹沒，但看起來海豚將它們全部整合在一起，並且做得很不錯呢！這項發現刊登在最新一期的《Journal of Experimental Biology 》。

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首圖來源：unsplash ccBY4.0

內圖來源：Journal of Experimental Biology  ccBY4.0


參考論文：
1.Passive electroreception in bottlenose dolphins (Tursiops truncatus): implication for micro- and large-scale orientationJournal of Experimental Biology 

延伸閱讀：

1.「異齒鯨」化石揭露鯨魚跟海豚 如何「共演化」回聲定位能力