訊號理論粵拼seon3 hou6 lei5 leon6英文signalling theory)係進化生物學上嘅一套理論。訊號理論嘅核心諗頭在於分析生物個體之間[註 1]通訊,以及係呢啲通訊傳嘅訊號物種進化有咩關係。訊號理論將個體想像成有能力由感知到同過嘅嘢度做判斷,搵出環境當中邊啲嘢彼此之間有點嘅相關,令生物個體會有誘因控制自己傳俾第啲個體嘅訊號[1][2]

各種動物喺度俾訊號:

舉個例說明,好似黃帶箭毒蛙學名Dendrobates leucomelas)等有劇毒動物好多時身上都有鮮艷色水,呢點曾經令好多生物學家覺得困惑:正路嚟講,一種動物色水要似周圍環境先有保護色,有利於避開獵食者;有生物學家就嘗試由訊號理論嘅方向諗:呢啲有毒動物特性係,獵食者食咗佢哋落肚會唔舒服,而根據學習原理,隻獵食者食完一次會學識唔好食嗰隻動物嘅同類,喺呢種情況下,色水鮮艷反而變咗做個優勢-色水鮮艷會令種有毒動物嘅外形易認,隻獵食者下次見到隻有毒動物嘅同類嗰陣就更加大機率認得「上次就係食咗呢隻嘢搞到唔舒服嘅」;而隨住色水鮮艷嘅有毒個體數量多咗(物競天擇),「色水鮮艷」就因為同「有毒」有強嘅相關而成為咗個向獵食者傳「我好毒」呢樣資訊嘅訊號[3][4]

到咗廿一世紀初,訊號理論經已俾人攞咗嚟解釋生物學上好多種打前令生物學家覺得費解嘅現象,例如係羚羊點解進化到成日無端端喺度彈跳-強力嘅彈跳話俾獵食者知「我身手好敏捷好難捉,嘗試捉我係嘥氣」[5],或者係孔雀點解進化到要開屏-身上帶住又鮮艷又阻手阻腳嘅羽毛話俾啲知「我身手好好,孭住啲噉嘅羽毛都照樣生存到」[6]。除此之外,訊號理論仲有俾社科採用嚟解釋某啲人類行為[7][8]

理論基礎

 
想像家陣 Y 軸表示身體壯度,X 軸表示跳到幾高(姑且唔好諗單位住),而每粒點表示個人見過嘅一隻跳羚-根據佢嘅經驗,一隻跳羚跳得愈高,隻跳羚就愈強壯(正相關)。
睇埋:物競天擇訊號同埋統計相關

訊號理論嘅重點係研究個體之間嘅訊號會點影響物競天擇,或者點樣俾物競天擇影響返轉頭[1][6]

  • 訊號(signal):响定義上,一吓訊號係一個「可以傳達資訊函數[9][10];有能力做判斷嘅個體可以透過接收訊號(感知)嚟攞到資訊,舉個例說明[5]
    • 一個人見過好多隻跳羚,佢發覺唔同跳羚個體喺「嗰陣跳到幾高」呢點上都唔同;
    • 佢又發覺跳得高嘅跳羚似乎強壯啲-跳起上嚟冇力嘅跳羚(就算係冇獵食者殺佢哋)比較易病同死;
    • 响佢入面,佢得知跳到幾高 )同有幾強壯 )之間有相關   函數);
    • 跟住打後有次,佢見到隻跳羚跳得好高,例如高過 90% 佢見過嘅跳羚(收到訊號);
    • 佢作出判斷,得知嗰隻跳羚實係有返咁上下強壯嘅(攞到資訊)。
    • 噉即係話,生物個體之間傳嘅訊號會影響彼此諗嘅嘢(可以睇埋認知),而正路嚟講,諗嘅嘢會影響行為
      一隻生物可以用自己傳嘅訊號嚟影響第啲個體嘅行為
  • 物競天擇(natural selection):物競天擇係生物進化其中一種最重要嘅機制;「通過物競天擇進行嘅進化」嘅嚴格定義係指某啲等位基因因為有利生存同繁殖而變得更加常見,簡單嘅例子有抗藥性-身上帶有「抗藥性勁嘅基因」嘅細菌個體比較能夠生存落去同繁殖,所以喺下一代入面「抗藥性勁嘅基因」呢個等位基因就變得更加常見[11]。而家想像個簡化嘅例子[5]
    • 有一個種群,想捉啲跳羚嚟
    • 啲狼可以分做兩種,A 同 B,A 狼完全無差異噉捉跳羚,B 狼就(因為先天喜好或者學習)專門揀啲跳起上嚟冇力嘅跳羚嚟捉(B 狼曉按訊號更改自己行為);
    • 假設第啲因素不變,同 B 狼比起嚟,A 狼會比較常出現「嘗試捉啲身體強跑得快嘅跳羚,嘥咗好多氣力去追,最後仲係捉唔到」噉嘅情況;
    • 長遠嚟講,同 B 狼比起嚟,A 狼會浪費咗好多能量,因而生存同繁殖嘅能力會渣啲;
    • 過咗   咁多代之後,A 狼會被淘汰,最後個種群入面啲狼變嗮 B 狼(物競天擇)。
    • 最後個狼種群嘅行為同   代前嘅祖先唔同咗,變成冚唪唥都鍾意捉啲跳起上嚟冇力嘅跳羚。
      跳羚傳嘅訊號影響咗狼嘅進化

訊號理論研究嘅就係呢種現象:

生物個體彼此之間(包括同種個體之間以及唔同種個體之間)傳播嘅訊號會點樣同進化嘅過程互相影響呢?
 
一群(右邊)喺度獵食一羣美洲野牛(左邊);比較老同弱嘅個體跑得冇咁快,比較易捉,而事實表明,狼好多時都會專登揀呢啲老弱嘅個體嚟捉。

誠實訊號

 
有研究者主張,紅葉嘅現象係訊號理論嘅例子:啲葉嘅色水喺秋天變紅反映咗樖植物體內有殺昆蟲毒素(葉嘅色水同毒素有相關),啲想搵樹棲身嘅昆蟲見到啲葉紅咗就會知難而退(訊號影響行為)-植物令自己啲葉變紅(訊號)令昆蟲離開(昆蟲做出植物想要嘅行為)[12]

不實訊號

性選擇

內文:性選擇

社科研究

舞嘅起源

 
兩隻一公一乸嘅天鵝喺度求偶。有好多物種嘅動物喺求偶嗰陣都會進行有節奏嘅郁動(廣義上嘅跳舞)。
睇埋:跳舞同埋節奏感

達爾文(Charles Darwin)等嘅生物學家指出,跳舞呢種行為查實源自求偶(courtship),可以用訊號理論嘅角度嚟諗:

  • 人類以外嘅動物好多都識跳舞,例如好多雀鳥喺求偶嗰陣都會兩隻一齊跳舞,或者淨係隻公跳嚟嘗試吸引啲乸;而喺人類嘅社會入面,跳舞好多時都帶有求偶嘅成份,包括華爾茲瑪祖卡等嘅舞都係攞嚟喺社交場合嗰度大家一齊跳,仲要係男男女女一對對噉跳嘅[13],而且就算係表演嚟俾觀眾睇嘅舞都往往會有浪漫嘅成份,例如古典芭蕾舞嗰啲芭蕾舞劇通常都係講緊愛情故仔,會要男女主角跳帶有浪漫氣氛嘅雙人舞(pas de deux)[14]
  • 達爾文指出,一隻動物嘅健康可以由變動不對稱(fluctuating asymmetry;指隻動物距離「完美左右對稱」有幾遠)嚟反映,正常嚟講,一隻動物愈接近完美左右對稱就愈健康,反映佢遺傳質素高,而佢跟節奏郁動嘅能力亦傾向會愈高(兩者有強烈嘅正相關[8]。事實係有研究試過做噉嘅實驗:佢哋搵咗班受試者返嚟,分佢哋做兩組,一組負責跳舞,另一組負責睇同評第一組受試者嘅舞姿;研究者用咗動作捕捉(motion capture)技術,要求評價者齋睇「曉跟被評者動作郁嘅立體模型」嚟評分[註 2],結果發現喺舞姿上得分愈高嘅受試者身體就愈左右對稱-「一個人跳舞跳得愈叻,傾向表示佢身體左右對稱,而身體左右對稱係健康嘅有力指標(訊號理論講緊嘅嘢),所以對於公同乸嘅人類嚟講,『觀察異性嘅跳舞能力,專揀跳舞跳得靚嘅異性進行求偶』喺物競天擇上嚟講係一種良好嘅策略,能夠有效噉幫個個體搵出健康、遺傳質素好嘅對象做伴侶」,令到跳舞同求偶呢兩樣嘢出現咗緊密嘅關係[8]

衝動行為

有研究者主張,後生男人成日會做埋嗮啲高風險嘅嘢(例如參與極限運動),原因在於想透過特登經歷危險嚟向其他人傳達「我身體好強壯」嘅訊號,而呢種訊號有助佢哋吸引女人[7]

註釋

  1. 包括同類個體之間以及唔同物種嘅個體之間。
  2. 技術性噉講,噉做嘅用意係想清除外表等嘅混淆變數

睇埋

  1. 1.0 1.1 Archetti, M. (2000). "The origin of autumn colours by coevolution". Journal of Theoretical Biology. 205 (4): 625–630.
  2. Barrett, L.; Dunbar, R.; Lycett, J. (2002). Human evolutionary psychology. Princeton University Press.
  3. Blount, Jonathan D.; Speed, Michael P.; Ruxton, Graeme D.; Stephens, Philip A. (2009). "Warning displays may function as honest signals of toxicity" (PDF). Proceedings of the Royal Society B. 276 (1658): 871–877.
  4. Maan, M. E.; Cummings, M.E. (2012). "Poison frog colors are honest signals of toxicity, particularly for bird predators (PDF)". American Naturalist. 179 (1): E1–E14.
  5. 5.0 5.1 5.2 FitzGibbon, C.D.; Fanshawe, J.H. (1988). "Stotting in Thomson's gazelles: an honest signal of condition" (PDF). Behavioral Ecology and Sociobiology. 23 (2): 69–74.
  6. 6.0 6.1 Searcy, W. A.; Nowicki, S. (2005). The evolution of animal communication: reliability and deception in signaling systems. Princeton University Press.
  7. 7.0 7.1 Nell, V. (2002). "Why Young Men Drive Dangerously: Implications for Injury Prevention". Current Directions in Psychological Science. 11 (2): 75-79.
  8. 8.0 8.1 8.2 Brown, W. M., Cronk, L., Grochow, K., Jacobson, A., Liu, C. K., Popović, Z., & Trivers, R. (2005). Dance reveals symmetry especially in young men (PDF). Nature, 438(7071), 1148-1150.
  9. Roland Priemer (1991). Introductory Signal Processing. World Scientific. p. 1.
  10. Poisel, R. A. (2008). Introduction to communication electronic warfare systems. Artech House, Inc..
  11. Lewontin, R. C. (November 1970). "The Units of Selection" (PDF). Annual Review of Ecology and Systematics. Palo Alto, CA: Annual Reviews. 1: 1–18.
  12. Atkinson, N. (2001). Out on a limb, or a new branch of signalling theory? (PDF). TRENDS in Ecology and Evolution, 16(11), 603.
  13. Weinstein, R. (2012). Become a Man of Confi-Dance: Dance Your Way to Self-Esteem, Happiness, Romance and Adventure. Xlibris Corporation.
  14. The Most Famous Classical Ballets of All Time. ThoughtCo.