生物奥赛动物行为学-课件

生物奥赛动物行为学一、动物行为定义 为了满足个体生存和种群繁衍的要求,习惯体内外环境的变化,动物的个体和群体所做出的有规律、成系统的习惯性活动就是动物行为。二、行为的特征 1、动态的过程 例:猎豹以120公里/小时的速度追击羚羊(捕食行为)行为并非都有身体的运动 一只看上去完全不动的羚羊,屹立在山颠,这往往表示它是这个区域的主人,这是一种炫耀行为。一只负鼠遇到敌害时假死,这时表面上静止,而体内新陈代谢加剧,为下一步逃脱在蓄集能力,是一种防御行为2、普遍具习惯性意义 动物的行为都是在长期进化中通过自然选择形成的,都是为了更好的习惯环境。例:#南极的王企鹅用富有脂肪的腹部皮肤将卵盖住,直到孵出幼鸟,它始终翘起足尖走路,绝不让卵落地这种行为是对寒冷环境的习惯。#枯叶蝶静止是颜色体形极象一张干枯的落叶,特别容易躲过敌害。3、动物行为的产生 具有遗传基础和生理基础(1)遗传基础n行为具有遗传基础,我们能够通过研究行为差异的遗传基础,并利用标准的遗传学方法来确定差异的基因定位。遗传不仅仅决定行为,也决定行为的发展与改变。没有遗传基础,也就可不能有行为。(2)生理基础 动物行为产生的生理基础与神经系统、感受器官、运动器官和激素有关。#动物的行为必须要有神经系统、感受器官的参与。外界的刺激被感受器感受,需要神经把信息传入到中枢系统。通过协调,体内各种组织器官活动才能达到一致,从而控制动物的行为。#许多行为也受激素的调控,特别是那些变化缓慢的生理活动和行为。例:性激素能够影响到鸟类的攻击和求偶行为#神经系统、内分泌系统综合作用于行为。神经系统和内分泌系统不是相互孤立的,它们对动物行为的控制多是相互影响,协同作用的,同时也受环境因素制约 例:鸟类的繁殖行为,不仅受性激素的支配,也受神经系统的控制,还受环境因素的影响。n 4 4、行为复杂,普遍存在种间差异例:各种鸟类叫声不同,特别是不同种间求偶表现差异巨大、1、下列何者不属于行为A A、眼镜蛇受惊吓而将颈部扩张B B、鹰自空中下降捕蛇C C、公鸡发出叫声 D D、老鼠听到猫的叫声2 2、下列哪种行为不适合来说明“行为易受环境刺激影响”A A、下雨前,有翅白蚁成群飞出B B、大雁每年4 4月后飞回北方C C、涨潮时,招潮蟹躲入洞中D D、不同种的雄鸟鸣叫声频率不同3 3、下列动物表现不属于动物行为的是A A、鸟类飞行 B B、动物吼叫 C C、金龟子假死 D D、动物用肺呼吸4 4、下列哪项不属于动物的行为A A、动物体内食物的消化 B B、青蛙鸣叫C C、豹追捕羚羊,羚羊逃跑 D D、避役经常随着环境的变化而改变体色三、行为形成的原因 近期原因 行为发生的直截了当原因 解答“如何样”什么样的刺激会引发这种行为？如何引发这种行为的？它的神经传导路径和肌肉运动如何？终极原因 行为如何形成、进化的 解答“为什么”为什么自然选择会选中、保留这种行为？为什么自然选择会淘汰其他的行为？近期、终极原因的关系 紧密不可分割例:蟋蟀的“潜藏行为”求偶鸣叫 受到惊扰 停止求偶鸣叫、潜伏 近期原因(“如何样”):惊扰刺激 感受器官捕获 神经传导 肌肉活动停止;终极原因(“为什么”):暂时放弃求偶 有效逃避敌害 (保存生命重于求偶 得失问题)自然选择选中了这种行为四、动物行为学中的基本概念n1、趋性:动物对刺激产生的一种最简单的定向(一条线)习惯性行为,分正趋性和负趋性。如昆虫的趋光性,臭虫的趋热性及一些动物的动性。例:甲虫靠身体两侧成对的感受器,假如一侧接受的刺激强于另一侧,那么甲虫向这一侧偏转。n2、动性:是指动物在一定的外界刺激下所作随机的、不定向的活动。运动的结果总是趋于有利的刺激而避开不利的刺激源。n3、横定向:可使动物身体与刺激方位保持一个固定不便的角度,但不一定涉及动物的运动。例:许多自由游泳的昆虫靠背光反应或腹光反应,来保持它的正常体位。仰泳蝽完全靠腹光反应来保持仰泳姿势光罗盘效应:由于动物的运动方向常常与光源保持一个固定的角度,因此,光罗盘反应也是动物导航的一个重要方面。n4、本能:先天具有,由刺激引起,但不完全由刺激决定,还与动物体内的生理状况有关,由遗传决定,但必须到一定的发育时期才能出现。泥蜂的复杂行为n5、非条件反射:动物通过神经系统作出反应,是动物某一部分的运动反应。n7 7、释放行为的阀值变化:在行为学中,阀值是指释放一个行为所必须的最小刺激强度刚刚释放过的行为,阀值变高,久未释放的行为,阀值降低,没有刺激就释放的行为叫空放行为n8 8、行为反应的疲劳现象:当特定刺激多次引起行为释放后或特定行为多次释放后,引起的疲劳现象、n9 9、关键刺激:就是释放动物某一反应所必需的刺激、n例:火鸡是依照猛禽所特有的颈短、尾长外形来辨认他们的,这就代表关键刺激。1010、释放者:通常是指种内个体间的信息传递,这种信息传递实际上是信息的相互交换,对信息的发送者和接收者都有好处n1111、信号刺激:是指能够代表发出刺激的整个主体的刺激。n1212、刺激的积累:动物的特别多行为不仅被一个刺激所释放,而且能够被多个刺激所释放,这些刺激能够结合起来发挥作用,它们相互之间能够起促进和补充的作用 银鸥回收滚出巢外的蛋,受蛋的大小,颜色,和斑点等影响。n1313、超常刺激:有时动物发出的自然信号关于信息传递来说并不是最佳的信号,相反,一些非自然的异常信号反而更能诱发动物的行为反应,这些非自然信号就被称为超常刺激。n例:蛎鹬喜爱孵大的蛋模型n蛎鹬喜爱孵5个蛋,而不是自己产的3个蛋(四)行为动机n1 1、行为动机的概念:行为动机是指动物行为的内存因素,是引起动物行为变化的一类可逆体内过程n2 2、行为动机的原则n等级原则:习惯于本能行为,体内动机越强烈,外在行为的等级就越高n可逆性:适于摄食。如狗的饥饿动机引起摄食过程,摄食结束后动机消失n折中行为:动物在同一时刻只能进行一种活动,但两种不同的动机却常常在体内发生冲突,导致动物表现出折中行为例:鸭子即想得到人手中食物,脖子前伸,又害怕而脚向后挪 三刺鱼保卫它领域时富有侵略性,又掺杂害怕的成分n3、影响行为动机的因素n外部因素:如正在求偶的野鸡,当敌害突然出现时,它们能放弃求偶逃避敌害。n内部因素:如血糖浓度和渗透压的改变与动物的饥饿、饮水动机相关;发育、成熟程度和激素分泌与动物的求偶动机有关。n行为的时间性:行为的时间影响行为动机感受刺激的阈值。某一行为间隔时间越长,行为的动机越强烈;间隔时间越短或频繁出现一种刺激,行为动机就会减退或造成疲劳。五、环境信息和行为动机(一)动物行为中的环境n1、体外环境:生物和非生物环境n2、体内环境:体内各结构和功能状态及心理活动和生理现象(二)环境信息n1、概念:体内外环境的变化n2、分类:物理性环境信息和化学性环境信息(三)刺激和动物的感受器官1、刺激n概念:能被该动物感知并引起动物发生反应的环境信息。n刺激引起动物反应的条件首先要动物有相应的感受器官,其次是要达到刺激阈n刺激的筛选:动物只对一些对本身具有生物学意义的刺激才起反应。包括外围筛选和中枢筛选。n2、感受器官n化学感受器:通过嗅觉、味觉感受器来感知空气或水中的化学物质。与动物求偶、通讯、摄食和防御相关。例:雄蛾用触角感知性外激素;哺乳动物用下丘脑感知血液中血糖浓度变化 n光感受器:感光细胞:原生动物、环节动物(蚯蚓)、棘皮动物体表有感光细胞 其他各类动物的感光感受器则是感光细胞和不感光细胞组合中一起,形成眼:眼点:涡虫,只有感光功能、复眼:大部分的节肢动物,由许多小眼组成,感知光的强弱,偏振光,能够成相。脊椎动物的眼:感知光,成相、判别距离。n热感受器:蝮蛇和颊窝和蟒蛇的唇窝数尺内温度的微弱变化。n声波感受器:如水母的平衡囊(感受次声波)、蜘蛛的刚毛、昆虫的鼓膜、鱼类的侧线和陆生脊椎动物的耳。n3、刺激过滤(筛选)每一个动物时刻都会面对无限量的环境信息,然而,有用的信息只是特别少的一部分,对动物来说最重要的任务就是有选择的对外界刺激做出反应。n意义在于减少动物对无关刺激做反应的能量消耗n外围过滤:对信息无感受能力:动物感受器只能感受具有生物学意义的一定种类、阈值的刺激。外围过滤具特异性或专一性。n例:特别多夜蛾从蛹中羽化出来后,只能生活特别短的时间,通常不需要再吃食物,对它们来说,唯一的使命是寻找雌蛾交尾。具有生物学意义的唯一刺激就是雌蛾分泌的性信息素,它们的嗅觉器官差不多特化到只对这种单一的刺激起反应的程度。例:单食性或寡食性的寄生动物常常只对从一种或少数几种寄主身上发出的信息(如气味、特定形态等)发生反应,如此才能保证它们顺利找到特定的寄主。侧抑制,不把信息传到神经中枢:假如一个感受细胞因刺激发生了兴奋,当它传递这种兴奋的同时能够减弱,甚至能够防止相邻的感受细胞发生兴奋n中枢筛选:对接受到的刺激做出选择性接受n如丘脑的一些细胞只对血糖浓度的改变这一刺激敏感n火鸡只能通过刍鸡的叫声才表现为抚育行为,对刍鸡的外貌和活动则不予理睬。即便是一个安装了能发出刍鸡的叫声的小型发声器的走样模型,也能引起火鸡的抚育行为。假如把雌火鸡的听觉器官破坏掉,当刍鸡从蛋壳中孵出时,火鸡会把刍鸡杀死。n雄性刺鱼的侵犯行为主要是由同性个体侧下部的鲜艳颜色诱发的,而雄性刺鱼的形状,大小和体表特征关于诱发侵犯行为则特别少起作用。n为什么动物的反应会如此特化和受到局限？假如动物只对环境中的极少数刺激发生反应,那么动物的反应就会大大简化和减少失误。只要这些少数刺激能代表环境中那些具有生物学意义的客体就行(例如捕食者、猎物等)其它刺激是不必要的,甚至会分散注意力,因此最好对这些刺激不发生反应。1、一种蛙在繁殖季节,雄性发出“co。qui”的叫声,雌性只能听到qui的声音,从而进行异性求偶,这种只能听到qui的音的现象,是蛙对刺激的 A、外周过滤B、刺激积累C、中枢过滤D、关键刺激n六、动物行为的类型 1、攻击行为 2、防御行为 3、捕食行为 4、动物的繁殖行为 5、定向行为 6、社会行为(一)攻击行为同种动物个体之间发生相互攻击或搏斗叫攻击行为。同种动物个体为争夺食物、配偶或领地是发生攻击行为的主要原因。1、概念:指同种动物个体之间为争夺食物、配偶、巢区或领域等发生攻击或搏斗。2、特点:除种群密度过大,生活资源和活动空间严重不足外,动物在攻击行为中一般特别少受到伤害,通常经过威胁、估量实力和争斗三个过程。3、意义:使动物占有足够的食物和空间,使胜利者拥有交配权。(二)防御行为 动物采取各种方式保护自己,防御敌害的行为叫防御行为。n防御行为有特别多方式。如:n保护色:动物身体的颜色与其栖息环境相似,以此避敌求生。这种在体色上对环境的习惯叫保护色。n如水母、海蜇等漂浮生物躯体近于全透明,是对水体的良好习惯。n雷鸟、雪兔纯白色的外表,适合冬天被雪覆盖的环境n比目鱼和变色龙有特别强的变色能力,随时都能够使他们的体色与环境保持一致n警戒色:一些能释放毒液或恶臭的动物,其体表多具鲜艳醒目的色泽或斑纹。其意义在于警示捕食者,能使捕食者见后敬而远之,因此称这种体色为警戒色。n例:胡蜂和黄蜂,他们的身体有黄黑相间的醒目条纹,起警示作用。n拟态:某些动物的形体或色泽与其他生物或非生物异常相似,这种状态叫拟态。n如竹节虫的体形酷似竹枝。n枯叶蝶酷似一片枯叶n无毒的生物模仿有毒或不行吃的生物n蝴蝶身上长眼斑,酷似鸟眼n贝茨拟态:一种无毒可食的动物模拟一种有毒不可食的动物的现象n缪勒拟态:两个有毒的物种相互模拟,共同得到好处的现象例:毒蛾之间常有这种现象n拟态,保护色都是积极的和环境保持一致,警戒色则努力和环境保持鲜明的对比n假死:是一种以装死方式来逃生的保护性习惯。n如金龟子遇敌害后会装死,从植株上滚落地上,伺机逃脱,从那些喜爱吃活食的捕食者口中逃生。n逃逸:某些动物在捕食者接近时往往靠快跑或飞翔迅速逃离n威吓:不能迅速逃走或被捉住的动物往往采纳威吓手段进行防御、n例:蟾蜍受到攻击时,整个身体膨胀n螳螂遇到危险时,面对捕食者发出像蛇一样的叫声n灰天鹅用大眼斑威吓捕食动物n穴居:穴居或洞居减少了和捕食者相遇的概率、n如蚯蚓和鼹鼠穴居、n野兔白天穴居n回缩:遇到危险时野兔迅速逃回洞内,管居沙蚕缩回管内,有刺动物将滚成球或将刺直立起来保护其软体部位、是多毛类、软体动物、龟鳖和刺猬常用的手段。n反击:动物在受到捕食者攻击时最后的防御手段就是利用一切能够利用的武器(牙、角、爪等)进行反击n例:三刺鱼用刺扎捕食者的嘴n绿蝗被捕捉后分泌出难闻的泡沫n鞭蝎被捉后向捕食者喷分泌物n转移捕食者的攻击部位:特别多动物是诱导捕食者攻击自己的非要害部位而逃生的。n例:眼碟在在残翅有一个明显眼斑,吸引小鸟攻击眼斑,自身逃走。n壁虎主动脱掉尾巴逃走n海参吐出肠胃吸引捕食者,自身逃走(三)捕食行为n(1 1)索食行为:动物的索食行为是指搜寻食物、捕捉食物和对食物进行加工处理,以满足自己或同种个体对食物需要的行为。动物是异养生物,必须摄取现成的有机物而生活。索食行为正是保证了动物个体及同类能找到到共捕捉到充足的食物,即取得作为构成躯体进行一切活动所必需的物质和能量来源,以保证个体不断生长发育与繁殖,种族得到延续。n(2 2)贮食行为:一些动物在食物充足的时期或季节,将多余的食物收藏起来以便慢慢食用的行为就是贮食行为。n例:蚂蚁在夏秋季节食物丰盛时,往巢内运粮食,贮存起来,供日后食用。动物的贮食行为都是与动物的生活环境相习惯的。每一种动物的贮食行为都有利于其度过不良的环境条件,即严案的冬天和其他食物缺少的时期,以维持动物的生命活动。(四)动物的繁殖行为n自然选择产生了各种机制包括繁殖行为,来保证繁殖的成功。在繁殖过程中动物所表现出来的一系列动作或活动。一般而言,这一行为链分为求偶、交配、抚幼三个时期。n(1)求偶行为:动物的求偶、婚配行为表现形式多样。求偶动物经常会作出一些奇特动作、展示鲜亮羽毛和发出复杂的声音等。n例:园丁鸟先用树枝编织成巨大的鸟巢,然后用鲜花和各色杂物装饰起来。n在繁殖季节雄性旗翼夜鹰两只翅膀各长出一根长达60厘米的羽毛,特别像一对旗帜,用来引诱雌鸟n求偶行为的作用:n1、吸引配偶n2、防止异种杂交n3、激发对方的性欲望,使双方性活动达到一致n4、选择理想的配偶n(2)抚幼行为n动物产下卵之后,多数没有孵卵的习性,有孵卵习性的种类便开始了孵化。亲体孵卵或亲体以各种方式等待卵的孵化是有其生物学意义的:亲体伏卧在卵上,以自己的身体为卵提供适宜的温度条件,保证卵能顺利孵化成幼体。亲体将卵放入口中或者守卫在卵旁的行为,能够为卵的孵化提供一个安全、舒适的场所,阻止任何天敌的伤害,保证了幼体的出生率。(五)定向行为n大多数动物在其活动区域中,都有其特别的定位方法。人类主要依靠视觉定位;而蝙蝠主要靠听觉定向;一些昆虫、水生动物和哺乳动物主要靠化学(嗅觉)走向。n(1)化学定向:即依靠对化学物质的感受来定向。这在社会性昆虫、水生动物以及某些哺乳动物的活动中起着重要作用。如鱼类的洄游是化学定向的。试验证明鲑鱼的生殖洄游是依靠化学物质定向的,假如将鲑鱼的鼻孔堵塞,它们就不能洄游到其出生的河流里。(狗、蚂蚁)n(2)视觉定向:特别多动物都是以视觉作为定向的主要工具。依照观察、实验,鸟类在白天飞行,大多是依照太阳的位置来定向;夜间飞行则是靠星辰来定向。也有许多实验证明,有些鸟类依靠视觉和非视觉系统一起来定向的。这说明,动物走向的机制是特别复杂的。n(3)听觉定向:(回声定位)声音在某些动物的空间定向中起关键性的作用。这些动物在空气中或水体中发出声音后,遇到前方物体而造成的回波,能够被动物所识别,借以判定物体的位置,称为回声定位。如蝙蝠、海龟、鲸、海豹等动物是靠回声定位去避开障碍物和寻找食物的。(六)社会行为 群居动物:蜂、蚁、白蚁;狮、象、鼠等 群居形成:同类(至少生殖季节两性)接触;群居意义 有效猎食;有效逃避捕猎者 群力合作御敌;警报(信息素、鸣叫、竖尾 白色);更多生殖机会;共同抚育后代;对后天学习极为重要;社会行为的类型1、通讯行为2、等级行为3、合作和利他行为(一)通讯 1、通讯方式;2、动物对多种信号的反应方式(自学)1、通讯方式 (1)视觉通讯;(2)听觉通讯;(3)嗅觉通讯;(4)触觉通讯;(5)电通讯(1)视觉通讯:萤火虫等 优点:快速、准确、信息量大;缺点:传递距离短、不能有障碍物(2)听觉通讯 优点:不受障碍物影响;不受光线影响:最适合夜间通讯 鸟类、兽类、昆虫 报警、宣扬领地、炫耀、求爱等(3)嗅觉通讯 化学通讯 利用化学物质传递信息;地栖动物;外激素(信息素 Pheromone)定义 化学物质 体外 同种(甚至它种)动物其他个体 行为上或生理上的变化(4)触觉通讯 视觉差的动物:蜘蛛 捕食、求爱(“拨弦”拨动网丝);无法进行视觉通讯环境中的动物 深海鱼类、洞穴动物;发达的鳍条、鳍刺;触角、爪等;(5)电通讯 视觉差、无法进行视觉通讯环境中的动物 热带浑浊水域中的鱼类(电鳗);电场 感知障碍物、敌、友 孤独对群居动物的影响 幼体:焦躁不安、恐惧紧张;不能社会化;性行为不能正常发育 说明:群居行为对后天学习极重要;群居缺点 疾病转播;耗能:厮杀、争斗(食物、地位);利他行为:1、亲缘选择型:发生在家族或家庭成员内三只乌鸦一起抚养一窝雏鸟2、互相回报型:双方都得到好处雌雄同体的两只鱼互相向对方产的卵上排精3、互惠合作型:个体从合作中获得的好处大于他为合作付出的代价两只鸟一起保卫同一块领地,共同抵御外敌4、行为操纵型:看上去是利他的,但却是受到受益者操纵的结果杜鹃向伯劳鸟巢中产卵,并含走伯劳鸟的卵,伯劳鸟替杜鹃孵卵并养育后代、n(七)动物的节律行为n动物体的活动或运动习惯环境中自然因素的变化而发生有节律性的变动,称为节律性行为。n(1)昼夜节律:动物的活动和生理机能与地球的昼夜相联系,出现大约每隔24小时重复进行的现象,称为昼夜节律。依照昼夜活动的特性,能够分为四类:n#白天活动的,称昼行性,如多数鸟类。昆虫、一部分哺乳类;n#黄昏或晨曦活动的,称晨昏性,如夜鹰;n#黑夜活动的,称夜行性,如猫头鹰;n#不规则活动的,称无节律性,如多数土壤动物。n(2 2)潮汐节律(月运节律):特别多海洋生物的活动是与潮水的涨退相联系的,称之为潮汐节律或月运节律。潮汐产生的条件是由月、日位移的引力而造成的。、小时n蛤蜊、藤壶等,涨潮时在水下觅食;n蟹类涨潮时躲藏在洞穴内,当潮水退落时爬出洞穴,在海滩上捕食。如招潮蟹。n(3 3)季节节律:地球表面所接受的太阳辐射的时数发生季节变化,这种昼夜长短的变化影响着许多动物的活动。生活在温带地区的动物表现出典型的季节性活动周期。如大多数动物都有一定的繁殖季节,通常在春季繁殖;许多在冬季来临之前迁往南方温 暖地区越冬。在热带草原地区,在一年中有明显的雨季和旱季的交替,因而生活在这个地方的动物的活动则与降雨量变化相习惯。n(4)生物钟:生物生命活动的内在节律性就叫做生物钟。比如公鸡到清晨一定时刻鸡啼,猫头鹰的体温恰好在夜里十二点最高。生物钟是一种比喻的说法,并不是在动物体内真正有这种具体的形态结构,而是指动物体内存在着类似时钟的节律性。事实上,生物钟不只是动物有,植物的生命活动也存在这种节律性。节律行为关于动物获得食物和适宜的生活环境,避开不良的生活条件有重要作用。(八)动物的择居行为n回归择居行为n回归是一种本能,依靠嗅觉和地磁作用完成。龟有固定的栖息场所,但其捕食范围不一定是固定的栖息场所,如此龟离开栖息地去捕食,能够达到较长的时间,然后又回到栖息地。此外蛇以及有尾的两栖类也有回归行为。n迁徙择居行为:候鸟如家燕,杜鹃,黄鹂,大雁,野鸭,鸿雁等n留鸟:麻雀、乌鸦、白头翁、喜鹊、画眉、鱼鹰、啄木鸟、鹰 n迁移择居行为:动物由于外环境的变化和种群内数量的变化,会离开原栖息地而外迁的现象。旅鼠每隔四年其种群数量能够达到高峰,为了生存,成群外迁,在外迁路上遇见大河大江会拥入水中集体自杀。(飞蝗、沙漠蝗,蜘蛛)n蜜蜂的分群择居行为:原蜂后由于减少产量,也会被减少食物的供给,体重下降。在新蜂后出来前一周,蜜蜂开始分群,老蜂后带领下离开老家而去建立一个新家。二、动物的后天性习得行为n(1 1)习惯化:这是最简单的学习。当一种刺激重复进行时,动物的自然反应逐渐减弱,最后完全消失。这种现象称为习惯化,即逐渐无视某些刺激,习惯化的意义是使动物放弃一些对其生活无意义的反应。n例:蜘蛛第一次听到音叉发出的声音会迅速躲避,但久了就不再惧怕,也不再躲避。n(2 2)印记:与一般的学习类型不同,它只发生在个体发育早期的一个特定时期。印记学习存在敏感期。n(3)经典条件反射:把一个陌生刺激和一种报偿(如食物)联系到一起。n操作性条件反射:和经典条件反射不同,在操作性条件反射的建立过程中,总是先有刺激,后作出反应,最后才得到报偿。即动物依照某一信号必须做一件事才能得到报偿。常用于训练动物学会各种技能n(4)模仿:是靠从其他个体那儿学得知识或技能,主要是靠观察其他个体的行为。n例:黑猩猩模仿自己照片里的动作和表情。感谢您的聆听！