鸟类中的执剑人：黑暗森林假说在生物学上的案例

科

袁岚峰2024年03月10日约 10 分钟

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前言：

这是一篇关于黑暗森林假说和生物学案例综合的文章，如果读者没有看过《三体》这部科幻小说，建议先去看。虽然接下来会简单介绍黑暗森林假说这个出自科幻巨著中的概念，以方便读者了解，但若能了解整部小说的前因后果，想必接下来的阅读体验会更加有趣。

黑暗森林假说

关于《三体》中各项理论的解读，有很多专业精彩的文章，为了说明后续对照的生物现象，在此仅以我个人的理解简单阐述，拋砖引玉。注意，以下是科幻的部分：黑暗森林假说是《三体》中提出的一个理论，基于两个基本原理与两个现象。

两个基本原理是：第一，生存是文明的第一需要；第二，文明持续扩张，但宇宙中物质总量保持不变。两个现象则是猜疑链与技术爆炸。猜疑链指的是星系间的文明难以证明对方无害的恶性循环；技术爆炸指的是无论双方文明间的科技差距多么巨大，都可能在短时间内逆转。由于星系距离远但观测与交流极限为光速，因此观察到彼此的时候对方可能已经实现技术爆炸。

综上所述，从两个基本原理可以推导出文明在空间上的竞争具有必然性。加上技术爆炸与猜疑链后，得出一个最终结果：必须在观测到任何其他文明时于最短的时间内消灭对方。

根据上述理论，整个宇宙文明间的关系如同一座黑暗森林，其中有无数的猎手。当森林中出现一个亮光时，会有一部分的猎手看到光亮，而这部分猎手中的一部分会选择对这个光亮处开枪。所以，在黑暗森林中生存的法则是保持静默，不要发光暴露自身位置（这个概念被认为是一个费米悖论的解释，在本文中不展开）。

《三体》的剧情中，人类利用这一点，建立足以暴露自身位置的宇宙广播系统，以玉石俱焚威慑外星文明的入侵。而地球上控制广播系统触发与否的人，被称为执剑人。

成都世界科幻公园中以三体经典内容设计的石柱，其中包含“执剑人”与构成黑暗森林假说的原理字样。（图片来源：关贯之摄）

科幻结束，接下来是科普。

生物学中是否存在黑暗森林假说？

目前黑暗森林假说在宇宙尺度上很少有材料能够进行科学讨论，但是在生物学上是否可以找到与之相似的演化案例呢？幸运的是，我找到了一些案例，下面分享给大家。

生物学中是否存在黑暗森林假说？我们可以把这个问题再区分成两个问题，一个是，生物是否展现“保持自身静默隐藏，同时尽量消灭暴露自身位置的其他生物”的行为；另外一个是，生物是否可以像三体的剧情一样，利用黑暗森林假说去威慑敌人？本文尤其要介绍一个后者的实际案例。

《流浪地球2》中，周哲直酷似执剑人的片段。出自《流浪地球2》电影制作手记。

（图片来源：关贯之摄）

生物是否可以消灭暴露自身位置的其他生物

第一个问题的前半段，“保持自身静默隐藏”。这是常见的生物现象，许多生物都对其天敌有一定的隐藏与躲避能力，并不会声张自己的位置。反之，一旦暴露自己位置，会导致自身容易被“吃”掉。有趣的是，这样的风险在演化上反而有许多利用的例子。

比如，大多数植物果实在尚未发育成熟前会呈现绿色，使自身隐藏于树叶中，直到种子发育成熟后，才转为显眼的橘色或红色，增加被吃掉的机会。进而使果肉被消化后，不易消化的种子随粪便排出体外，最终达到传播目的。

这种暴露位置方式还有更高级版的，存在目标筛选能力。比起猴子等哺乳动物，会飞行的鸟类可以把种子传播更远。因此部分植物的果实在成熟后，会反射只有鸟类看得到的紫外光，而可见光波段仍然只反射绿光。因此我们这样的哺乳动物以为这颗绿色果实尚未成熟，但是对鸟来说却很鲜艳，可以吃。

再举一个例子。暴露自身位置所带来的危害，也成为许多鸟类演化的原动力。很多鸟类的公鸟有着鲜艳显眼的外表以及夸张的求偶行为。而雌鸟则偏好与最鲜艳、最招摇的公鸟繁衍。这样一来，能顶着最大被捕食压力却能活下来的个体，可以提供后代比较强壮的基因。转换成《三体》中概念，就好像一个女孩说：我只嫁给能在对全宇宙广播自身座标后还不被消灭的人。

关于第一个问题的后半段：尽量消灭暴露自身位置的其他生物。这个现象在生物学上并不绝对。一个明显的差异是比起恒星之间的毫无遮挡，地球上实际的生态系中有大量的光线遮蔽，声音传播也只在小范围发生。所以暴露自己的行为所带来的打击并不绝对，但整体上生物不会轻易或长期暴露自己位置。真是幸运我们活在这样的星球，不然就会像一部叫《寂静之地》（A Quiet Place）的电影一样，人们生活在一个只要发出声音就会被怪物吃掉的世界。

生物是否可以利用黑暗森林假说去威慑敌人

接下来我们要来讨论第二个问题：生物是否可以利用黑暗森林假说去威慑敌人？要构成这样的案例，在生物学上应该要符合“有能力通过暴露自身位置吸引天敌的天敌”，并且“吸引来的天敌对自身也有危险这两个要素”。

我立刻想到的例子，是植物与寄生蜂的关系。有些植物在被毛虫啃食后，会散发特定的化学物质，吸引毛虫的寄生蜂，这些寄生蜂会在毛虫身上产卵，而孵化的幼虫会快速杀死毛虫。这跟《三体》中罗辑用咒语毁灭邻近的星系已经很像了。为什么这些植物要在被毛虫咬过之后才散发气味，而不是持续发送呢？理论认为寄生蜂的精力是有限的，不能浪费时间在没有毛虫的植物上徘徊。这个化学分子的功能像是烽火台，要遇到敌人才发送信号。如果植物总是散发气味却没有毛虫，反倒有点烽火戏诸侯了。

一篇关于植物发出化学信号吸引毛虫的寄生蜂研究，于1990年发表于《SCIENCE》期刊，至今被引用超过2000次。（图片来源：SCIENCE网站。）

但是，这个例子与我要找寻的目标仍然存在关键差异：吸引而来的寄生蜂对植物本身是无害的。虽然散发特定气味可能招致其他天敌，但这方面的生物现象缺乏报道。所以，我仍在思考有没有更贴切的案例。

有一天，我读到一篇鸟类学家方唯轩等人发表于动物行为期刊的论文，他们的结果竟然与我在寻找的案例极其吻合。原来，在生物学中有个假说叫“吸引更强掠食者假说”（“attract the mightier” hypothesis），1978年由德国生物学家Eberhard Curio归纳提出。这个假说是指，生物可能会通过发出声音吸引天敌的天敌。原来这样的科学理论那么早就出现了！但在我整理生物学与科幻的文献脉络后发现，这两个领域互相都没有提到对方。希望通过本文，搭建一条科幻同好（宇宙社会学）与生物学的知识桥梁。

回到生物学方面，虽然这个假说很早出现，但一直没有甚么确切的例证，直到2020年方唯轩等人发表了相关成果。他们发现，白头鹎（一种常见的小型杂食性鸟类）在遇到猫头鹰的攻击时，会发出一种独特的叫声。这种独特的叫声会吸引体型更大的猛禽前来，比如凤头鹰。而凤头鹰同时是白头鹎与猫头鹰的捕食者。因此，在这个案例中，凤头鹰对白头鹎本身也有危险，与《三体》中描述的宇宙广播所带来的自身危害更加相似。白头鹎吸引凤头鹰的叫声，就像罗辑手中的开关，可以威慑猫头鹰（三体人），一旦被攻击就触发，让两者都暴露在被捕食的危险之下。我终于找到了！这真是罕见。

这项研究的具体验证过程，是先录制白头鹎三种情况下的叫声。第一种是一般情况下的鸣叫，第二种是遇到领角鸮（一种猫头鹰）的叫声，第三种是是遇到凤头鹰的叫声。

白头鹎三种情况下的叫声频谱图，遇到猫头鹰与凤头鹰不同。（图片来源：Fang et al. 2020。）

然后把猫头鹰的标本摆放在森林中各处并播放白头鹎叫声，看是否会吸引其他猛禽前来。结果发现只有第一种叫声会大量吸引其他猛禽前来，并且攻击领角鸮标本，而另外两种叫声几乎不会引来其他猛禽。这是自“吸引更强掠食者假说”于1978年提出以来，第一个实验例证。

MtO是指白头鹎遇到猫头鹰的叫声，研究结果显示，播放这种声音的猫头鹰标本吸引到大型肉食性鸟类频率远高于MtH（白头鹎遇到凤头鹰的叫声）与TC（白头鹎无遭遇天敌时叫声）。

（图片来源：Fang et al. 2020。）

论文中提供的凤头鹰攻击猫头鹰标本影片

这项研究在生物学背景下是“吸引更强掠食者假说”的第一个例证，而这个假设与《三体》的黑暗森林理论高度契合。因此，我认为这也是黑暗森林理论在生物学上的第一个例证。难怪我花费大量心思搜寻，也问了许多生物学家都迟迟找不到案例。“吸引更强掠食者假说”目前在生物学上也属冷门，或许从这个实证之后，加上《三体》的加持，未来会有更多的生物学家开展这类复杂的生物研究，也希望将来相关的生物学论文能够提及或引用《三体》的概念。

结语

最后，对于生物学专业或感兴趣的读者，这里要提及较为严谨的演化学论述。无论是植物吸引寄生蜂，还是白头鹎吸引凤头鹰，演化上皆有两个不互斥的假设。先谈植物，“会发出吸引寄生蜂物质的植物较容易存活，因此被选汰出来”，与“能侦测植物受伤信息的寄生蜂较容易存活因此被选汰出来”都是有可能的，但大多论文中认为后者可能性较大。而白头鹎的演化情况也分为两种，“能吸引凤头鹰前来攻击猫头鹰的白头鹎较易存活，因此被选汰出来”以及“能分辨白头鹎叫声而找到猫头鹰的凤头鹰较易存活，因此被选汰出来”也都是可能的演化方向。至于哪个可能性大，缺乏后续论证。

总体而言，就结果来说，白头鹎的针对性叫声确实对猫头鹰起到负面影响，这使得某种程度上，白头鹎对猫头鹰是有“毒”的，选择捕食白头鹎可能会导致死亡。这代表猫头鹰在演化上可能会趋向先补食白头鹎以外的鸟类。这部分跟《三体》剧情有许多相似之处，供大家品味。同时，白头鹎也是广泛分布于我国南方的留鸟，这几年有北迁的迹象，连北京也有发现记录。大家下次见到这种鸟时，又多了几分乐趣。

白头鹎照片及影片(正在一般鸣叫)

（图片来源：关贯之摄）

小记

唯轩兄是我的朋友，比我大几岁。大学时期我常到他们动物保护站聊天。依稀想起他跟我提过正在进行这项研究。然而这几年较少联系，竟没留意到这个研究已于2020年正式发表。他致力于野生动物保护工作与环境教育，可惜他已于2023年在野外授课时生病离世。他的这项研究不只是生物学的进步，这是我想到的生物学上，最接近黑暗森林假说的例证，让《三体》这本科幻巨著，又增添了不一样的光彩。

参考文献:

[1]刘慈欣《三体II：黑暗森林》(2008).

[2]朔方等《流浪地球2：电影制作手记》(2023)Birkhead, T. (2012). Bird sense: what it's like to be a bird. Bloomsbury Publishing.

[3]Turlings, T. C., Tumlinson, J. H., & Lewis, W. J. (1990). Exploitation of herbivore-induced plant odors by host-seeking parasitic wasps. Science, 250(4985), 1251-1253.

[4]Fang, W. H., Hsu, Y. H., Lin, W. L., & Yen, S. C. (2020). The function of avian mobbing: an experimental test of ‘attract the mightier’ hypothesis. Animal Behaviour, 170, 229-233.

[5]Curio, E. (1978). The adaptive significance of avian mobbing: I. Teleonomic hypotheses and predictions. Zeitschrift für Tierpsychologie, 48(2), 175-183.

作者简介

关贯之

台湾中兴大学昆虫学系毕业，现任台湾野鸟协会常务理事。