生态学:行为生态学
动物行为产生的生理基础
动物行为的类型 1、先天行为和后天行为 趋性
先天行为
本能 非条件反射 印随 经典条件反射 联系学习
后天行为
洞察学习
操作条件反射
习惯化
动物行为学中的一些基本概念
一、反射 条件反射:刺激和反应之间的联系是先 天的 无条件反射:后天的 巴浦洛夫
二、动性 对刺激所做出的一种随机的或无定向的运动反 应,其强度随刺激强度的变化而变化,结果导 致身体长轴没有特定的指向 直动性:造成个体的聚集 调转动性:随着刺激强度变化,动物随机转向 的频率也发生变化。可帮助动物停留在刺激源 部位,防止动物进入不利环境。如昆虫沿着一 个物质气味梯度找到食物或配偶 动性是一连串的随机活动。通过一定的躲避或 接近运动,最后到达或避开某一刺激来源,回 避不利环境,并经常使自己处于适宜于生活的 区域内。
感受器按所接受刺激的类型: 化学感受器 光感受器 热能感受器 机械性刺激感受器:引起压觉、痛觉、 触觉、平衡觉和听觉
刺激及其作用
1.刺激的分析 环境的变化引起动物行为的变化 粉虱,选择寄主植物的第一步是依靠视觉,如 叶片的反射光谱波长为500-600nm 成年雌蜱受到光照射后,向着光线爬到草丛或 灌木的枝端;人或兽走近时,身上的丁酸气味 是诱导蜱抓住并附着在人或兽的身上;寄主温 热的躯体是又一刺激,促使蜱类把喙插入寄主 的皮肤,开始吸血。但血的味道和寄主的特征 对蜱并不重要
刺激的外围筛选的另一种情况:侧面抑制 感觉器官虽能感受到刺激,但不能将它全
部都以神经冲动的形式传递到中枢神经系 统中去。如某些节肢动物的复眼中的光感 受细胞受到光刺激后在将神经冲动传出的 同时抑制了临近感光细胞的兴奋,可能提 高视觉的反差度 外围筛选在筛除无关刺激以减少对大量的 无关信号作出反应的无效能量消耗上具有 重要意义
刺激信号发展得愈明显、愈大,恫吓天 敌、识别亲体,或保护自己的卵和后代 的作用也就越强,有利于动物的生存和 传宗接代 鲑鱼需要铺有石子层的河床来埋藏鱼卵, 石子对于引起鲑鱼产卵行为是一个重要 的刺激,而且需要具有一定的规格,象 核桃大小才能起刺激作用,若换成敷料 块也一样诱发产卵反应
行为动机 以结构特征与生理状态以及后天经验为基础的、 在表现某一特定行为之前的动物内部待机状态 称为行为的动机。 如同一只雄猫在求偶期和非求偶期对雌猫的反 应不同 行为动机是动物行为的内在因素,环境刺激与 动机结合,交互作用才引发行为 冲动就是具体的行为动机,如性冲动、摄食冲 动。冲动引起寻求行为与完成行为 寻求行为随环境变化而多样;完成行为是刻板 不变的,被称为固定行动方式,如吃,交配
五、释放行为的刺激阈值和空放行为 阈值指释放一个行为反应的最小刺激强 度 阈值大小不是固定不变的 空放行为:无刺激行为释放,阈值降低 到导致行为的自发产生
六、行为反应的疲劳现象 特定刺激疲劳:狗的擦反射 特定反应疲劳:苍头燕雀在枭出现时的 躁动反应
七、欲求行为和完成行为 欲求行为阶段:动物积极寻找和探索目 标 动物的欲求行为需经历较长时间,行为 程序有较大的灵活性,而且会表现出学 习能力 完成行为能使动物的欲望下降
1.形态像三刺鱼的模型,不 能引起雄鱼的战斗。
2~5.腹面是红色的模,都能 引起雄鱼的战斗。
种间引发刺激 如鸟类的报警鸣叫。种间引发刺激在共 生现象和拟态现象中较普遍
刺激积累与超常刺激 动物的许多行为由几个刺激先后连续地或共同 地引发,在效果上相互促进,称为刺激积累 如大西洋海鸥在抱窝时要将滚出窝的蛋收回巢, 蛋的大小、颜色和斑点就是这一行为的信息刺 激,在其他条件相同时较大的蛋在引发这一行 为上更有效,有斑纹的比色泽一般的更有效, 绿色蛋比棕色蛋更有效,有斑纹的绿色的大蛋 最有效。缺少了一项刺激因素可以通过增强其 他刺激因素的办法加以补偿 如果将具有红色腹部的雄三棘鱼模型倒立就会 增强保卫领域的雄鱼的攻击性 集体求偶行为
区别地对待环境中的刺激是动物决定产生什么 行为的关键 一个刺激就能引起反应,这类刺激称为信号刺 激或释放者,这在某些先天性行为中特别重要。 如某些蛾类的向光行为 灰雁寻找丢失的卵时,起作用的是卵上的褐色 斑点而非卵的形状 灰黄蝶追求配偶,有三个刺激最重要:深色效 果最好;模型越大刺激飞行的反应就越强;动 作:纸蝶移动的方式和间隔不遵循一定程序为 好 距离:离雄蝶越近越好
中枢筛选:
涉及筛选在中枢的哪个部位发生及筛选
的机制 如豹蛙视网膜上的神经节细胞LID能分辨 不同颜色,但其神经中枢则只能感受兰 色,其意义可能是在遇到危险时感知兰 色水面而逃生
关键刺激与引发刺激 凡能引发动物行为的特殊刺激就是关键刺激。 雄三棘鱼好斗的关键刺激是其他雄三棘鱼腹部 的红色,代表性成熟了的三棘鱼 由关键刺激引发的反应行为具有重要的适应意 义,否则对动物的生存与繁殖产生严重影响 凡能引起同种动物发出行为反应的性状是引发 刺激。可以是视觉的、听觉的、化学的、行为 的。代表这种刺激的动物性状必须是易于辨认 和鲜明的如雏鸟的张嘴姿态,孔雀的尾羽 由于引发刺激的鲜明性与逃避敌害的隐蔽性相 矛盾,因此引发刺激性状往往在可折叠的器官 上表现,或只在需要时才显示出来
超常刺激 动物总是表现出选择那些比正常刺激要强 许多,而且颜色异常鲜明的刺激的倾向 海鸥和有些鸟类,如同时看到一只正常大 小的蛋和另一只大得多的蛋,总是选择大 的,这种现象叫做超常刺激 模型用又细又长的超长喙,海鸥幼雏的啄 食次数就大大增加(26%) 有些蛾类在身体每侧各有两个眼斑,当捕 食者看到这种超常刺激时更害怕
总结: 引起雄蝶起飞反应的刺激信号与形状无 关,与颜色关联不多,重要的是体型大, 色泽深,距离近、活动强 颜色:只对黄色及兰色发生反应,但对灰 色无反应 在觅食时,能注意辨识和区分颜色,在追 逐配偶时,因为注意力转移,焦点集中 在雌性身上,忽略了颜色的差异
2.刺激的选择 动物在特定情况下选择通过感觉器官传 来的某一刺激信息,在另一种情况下又 不采用从该刺激获得的资料,神经生理 学家把这种现象叫做选通 动物行为的失误指动物在不适当的情况 下产生的不相宜的行为。对动物本身并 无好处。如杜鹃的养母不理会自己的幼 鸟
三、趋性
是动物根据刺激定向的另一种最普通的适应性行为,使 接近或离开一个刺激源的定向运动。沿着直线,通过动 物体的长轴直接指向刺激源。 动物对于环境刺激,如光、温度、湿度、化学物质、地 心引力等,有显著的趋近或避开的反应,这是一种先天 性行为,叫做趋性。 假如定向运动是朝着刺激的来源,称为正趋性;假如是 反着刺激的来源,称为负趋性。 趋性的一个主要特征:为整个身体的反应,是整个动物 体的定向运动 趋激性:沿着直线趋近或离开刺激源靠的是身体两侧具 有成对的感受器 如动物向光运动时,总保持两只眼睛能接受同样刺激的 状态。若一只眼睛无光,则动物不断地作圆圈运动。
一般把向性、趋性、反射、本能统称为先天行 为或天赋行为,是定型的 、对一定刺激产生特 定反应的行为,是固定作用方式,神经机制为 一条神经通道。好处在于对刺激能作出迅速的、 无误的反应 学习和推理是后天获得的行为,常对一些反应 作出改变,其神经机制带有改变通道,即在原 来的神经通道上联系有可以选择的通道。好处 在于能适应多变的环境
幼鸟读亲鸟模型的反应: 形状似乎没有关系,头与身体的大小比 例非常重要。 幼鸟对猛禽作出迅速逃避的反应:猛禽 多为短颈的,与鸭、鹅等的长颈截然不 同。
刺激筛选,分为外围筛选和中枢筛选: 外围筛选:动物的感觉器官只能感受一定种类、 范围阈值的环境刺激。是动物在长期进化过程中 对感觉器官的结构、功能通过自然选择的结果。 例如亚热带地区传染黄热病的埃及伊蚊,其雄蚊 触角上的感受器只能感知雌蚊翅膀振动频率,而 雄蚊振动频率比雌蚊高,被雄蚊的感受器筛除 蝙蝠在夜间利用回波定位捕食夜蛾。夜蛾胸部的 感受器上的鼓膜有2种感受细胞,A1细胞能感受 较远的(30m)超声波,夜蛾接收后立即采取不 规则的飞行方式。A2细胞只能感受距离为2-3m 的强烈超声波,说明蝙蝠已近身畔,夜蛾采取突 然落地的动作逃生
昆虫对同类释放的外激素源的定向多属趋性。 外激素的刺激首先引起动物移动,其次是控制运动 的速度,这类反应称为直线运动反应。 动物受到外激素刺激后,作出身体方位的转向运动, 称为趋性反应 动物将身体转向外激素浓度最高区,这种转体叫做 化学调转趋性 有些动物将外激素连续地或断断续续地沉积在基质 上,然后让其挥发到空气中或溶入水中,形成一种 延伸的臭迹,并使种内个体发生跟随行为。当动物 偏离到臭迹一侧时,动物就会发生转体反应,沿着 臭迹前进的路线呈正弦曲线或锯齿形。锯齿形移动 方式还可以防止动物嗅觉敏感性的衰退。假如动物 一直沿着臭迹中线前进,则嗅觉敏感性会很快下降 (适应)。
行为动机之间的竞争与矛盾行为 本能之间能量大小的较量,能量最大、 冲动最强烈的就在行为上得到优先表现 如软体动物Pleurobranchus的行为方式 顺序是排卵、摄食、求偶、其他活动。 如果提供食物,即使它正在交配也会转 向取食;然而当它排卵,则抑制了摄食 行为,从而防止它吃掉自己排出的卵
矛盾行为:不同行为动机之间竞争的另一种形 式,即2种动机或2种不相容的行为倾向之间彼 此势均力敌时所发生的情况。主要有以下几种: 改向行为:争斗时失败的一方不向对手攻击而 改向第三者(地上的草丛),在有等级结构的 动物群体中欺软怕硬 趋避行为:同一事物能刺激2种行为时,如竞 争对手的出现能同时引起进攻行为及逃避行为 转移行为:是在2种互不相容的行为方式同时 出现而且动机又同等强烈时发生,因此是彼此 抑制的。
有的学者将转移行为称为替换活动:一些行为与 其发生的情境是无关的或异常的 2只公鸡打架时往往突然停止争斗而转向地面啄 食,随后又继续战斗;争斗时,一只刺鱼表现出 挖掘筑巢的行为。转移行为通常以摄食、整饰皮 毛、以喙刷饰羽毛、筑巢和抚育等方式表现。 在这类被激活的本能的动机性冲动受到阻止,不 能沿着它们本身的等级系统的通路下传;积累的 冲动最终溢出或爆出火花到了另一本能的通路中 去,因此表现成另一本能运动模式的片段